本教材在理论方法层面，以信号的产生、变换感知、调理采集、分析与处理的过程为主线组织电气测量基础知识内容，主要包括误差理论与不确定度评定、电气测量传感器、模拟信号调理放大电路、滤波电路、信号采集、正弦参数估计方法等；在电气测量对象实践知识层面，分别针对电能计量、电能质量检测、绝缘状态检测、窃电检测、负荷辨识等关键技术组织内容。一方面通过各章独立知识单元和测量实现实例使读者掌握独立的知识，另一方面通过对上述典型应用的测量技术介绍，加入先进信号处理、人工智能等新的知识，使读者将各章知识单元逐章扩展形成一个较全面的电气测量知识体系。通过不同层次的进阶学习，使读者掌握如何思考电气测量解决方案以及如何确定测量框架、关键指标，并甄别不同测量方案的优缺点。

 本书可作为电气信息类专业本科生或研究生教材，也可供从事电气测量技术工作的工程技术人员参考。

序

前言

第1章电气测量基础知识

11测量的概念

111测量系统的特性

112电气测量的分类

12电气测量仪器

121模拟电气测量仪器

122数字电气测量仪器

13测量误差与测量不确定度

131误差的表示

132误差的性质和分类

133测量不确定度

134误差传播与函数误差

135测量误差的合成

习题与思考题

第2章模拟测量信号处理

21传感器

211传感器的定义

212传感器的组成

213传感器的分类

214传感器特性指标

22信号放大

221基本放大电路

222测量放大电路

223程控增益放大器

224隔离放大电路

23信号滤波

231滤波器的基本知识

232RC滤波器及设计

233集成有源滤波器

24信号采集

241采样/保持器

242A/D转换器

243采集速率

244模拟多路开关

245多路采集系统结构

25标度变换

习题与思考题

现代电气测量技术目录第3章电气测量信号的时频域变换

31时域坐标变换

311坐标变换原理

312αβ0坐标变换

313dq0坐标变换

32离散傅里叶变换及快速实现

321离散傅里叶变换理论

322快速傅里叶变换

33频谱混叠

34频谱泄漏

341频谱泄漏与抑制措施

342窗函数

343栅栏效应

344不同窗函数的影响分析

35离散频谱处理方法

351离散频谱插值

352离散频谱相位差校正

36短时傅里叶变换简介

习题与思考题

第4章电参量的测量

41电气测量仪表简介

411磁电系仪表简介

412电磁系仪表简介

413电动系仪表简介

414数字式电测仪表简介

42电压的测量

421表征交流电压的基本参量

422模拟式电压测量

423数字式电压测量

43电流的测量

431模拟式电流测量

432数字式电流测量

44频率的测量

441计数法频率测量原理

442计数法频率测量误差

443其他频率测量方法

45相位的测量

451相位电压转换原理

452相位时间转换器原理

46阻抗的测量

461电阻的测量

462电容的测量

463电感的测量

习题与思考题

第5章磁测量

51磁测量基础

511基本磁学量

512磁性材料的磁特性

513磁性材料及分类

52磁场的测量

521电磁感应法

522磁通门法

523霍尔效应法

524其他测量方法

53磁性材料的测量

531直流磁性能测量

532交流磁性能测量

习题与思考题

第6章电能计量技术

61电能计量基础知识

611功率与电能基础

612电能计量离散化实现方式

62电能计量装置

621电能计量装置的分类

622互感器

623互感器二次回路

624电能表

625电能计量准确度

63数字化电能计量

631总体结构

632电子式互感器

633数字化电能表

习题与思考题

第7章电能计量法规与误差

71电能计量法规体系

711国际电能计量标准法规简况

712国内电能计量标准法规简况

72电子式电能表的误差及校正

721硬件电路引入的误差分析

722软件算法引入的误差分析

723电子式电能表误差校正

73电能表运行误差的影响因素

731温度对电能表运行误差的影响

732电压波动对电能表运行误差的影响

733电磁干扰对电能表运行误差的影响

734信号畸变对电能表运行误差的影响

74电能表检定与综合误差评估

741电能表检定简介

742计量性能试验

743影响量试验及综合误差

习题与思考题

第8章电能质量检测技术

81电能质量的基本概念

811电能质量的定义和内涵

812电能质量的特点

82电能质量标准与扰动分类

821电能质量标准

822电能质量扰动的分类

83电能质量测量

831电能质量参数测量概述

832频率偏差

833电压偏差

834电压合格率

835谐波和间谐波

836电压暂降与短时中断

837暂时过电压与瞬态过电压

838电压波动与闪变

839三相不平衡度

习题与思考题

第9章电气设备绝缘状态监测技术

91电气设备绝缘概述

911电气设备绝缘缺陷及试验

912电介质

92绝缘电阻的测量

921测量原理

922测量方法

93泄漏电流的测量

931测量原理

932测量方法

94介质损耗因数的测量

941测量原理

942西林电桥法

943过零点检测法

944谐波分析法

95局部放电的测量

951测量原理

952测量方法

96油中溶解气体的测量

961测量原理

962测量方法

习题与思考题

第10章电能质量扰动信号极坐标图像与分类

101信号的极坐标曲线

1011直角坐标极坐标变换

1012N重旋转对称曲线

102典型电能质量扰动信号图像

1021理想电压信号的NFRS曲线

1022单一扰动信号的NFRS曲线

1023复合扰动信号的NFRS曲线

103电能质量扰动的SVM分类

1031图像数据集生成

1032图像数据集预处理

1033电能质量SVM多分类模型

104电能质量扰动分类结果分析

1041评价指标

1042SVM分类结果

1043与其他机器学习方法对比

习题与思考题

第11章高级量测体系与窃电智能检测

111高级量测体系

1111智能电表和集中器

1112通信网络

1113计量数据管理系统

112窃电检测概述

1121窃电的定义和分类

1122窃电的危害

1123窃电检测问题建模

1124窃电检测原理及发展

113基于机器学习算法的窃电检测

1131数据预处理

1132分类树与梯度提升算法

1133基于XGBoost的窃电检测模型

114窃电检测测试结果及分析

1141评价指标与对比模型

1142针对ISET数据集的检测测试

1143针对SGCC数据集的检测测试

习题与思考题

第12章非介入式负荷辨识技术

121负荷辨识概述

1211负荷类型

1212负荷辨识基础

1213非介入式负荷辨识及数据集

122负荷辨识特征提取

1221稳态特征

1222暂态特征

1223时空运行特征

123负荷事件检测

1231状态变化事件检测原理

1232模式变化事件检测原理

1233多尺度事件检测原理

124基于卷积神经网络的负荷辨识

1241神经网络基础

1242卷积神经网络

1243负荷辨识模型

1244训练策略

1245实现工具

125非介入式负荷辨识的发展与挑战

习题与思考题