本书共8章。第1章主要介绍测量系统的构成及其静态、动态特性；第2章介绍误差的基本理论；第3章重点介绍常用的传感器；第4章介绍测量系统中的调理电路；第5章重点介绍高电压测量、大电流测量、交流电各电气参数测量、电力设备绝缘参数测量、接地电阻测量等内容；第6章介绍现代数字化电气测量系统及其常用的算法；第7章介绍虚拟仪器及其开发语言——LabVIEW；第8章介绍电气测量中典型的干扰源及其抗干扰对策。 本书内容丰富，理论推导严谨，可作为高等学校电气工程及自动化或相关专业的教材，也可作为从事相关工作的科技人员的参考书。

罗利文，上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系副教授，教育部国家一流课程评审组专家，教育部“产学合作协同育人”教改项目负责人。主讲《电气与电子测量技术》、《嵌入式系统与接口技术》、《计算机组成》课程。曾在全国高等学校电气类专业教学改革研讨会、《电气与电子教学学报》上发表多篇教学研究论文。

第1章 测量和测量系统基础 1
1.1 测量及测量方法 1
1.1.1 直接测量法 3
1.1.2 间接测量法 4
1.1.3 组合测量法 4
1.2 现代数字化测量系统的基本构成 5
1.3 测量系统的静态特性 7
1.3.1 零位 8
1.3.2 灵敏度 8
1.3.3 线性度 8
1.3.4 回程误差 9
1.3.5 分辨力与分辨率 9
1.3.6 量程、测量范围和动态范围 9
1.4 测量系统的动态特性 10
1.4.1 一阶系统 10
1.4.2 二阶系统 11
1.4.3 动态性能指标 13
习题 15
第2章 误差和测量不确定度 17
2.1 测量误差的基本概念 17
2.1.1 测量误差的几个名词术语 18
2.1.2 测量误差的主要来源 19
2.2 表达误差的几种形式 20
2.2.1 绝对误差 20
2.2.2 相对误差 20
2.2.3 最大允许误差和最大引用误差 20
2.3 测量误差的性质及分类 22
2.3.1 系统误差 22
2.3.2 随机误差 22
2.3.3 粗大误差 23
2.3.4 三类误差的关系及其对测得值的影响 23

2.4 有效数字 24
2.4.1 有效数字的定义 24
2.4.2 四舍五入与偶数法则 24
2.4.3 数字的运算规则 24
2.5 系统误差的校正 25
2.5.1 系统误差产生的原因 25
2.5.2 系统误差的减小和消除 26
2.6 随机误差的统计学处理 27
2.6.1 随机误差的产生原因 27
2.6.2 随机误差的特性 27
2.6.3 随机误差的标准差和实验标准差 28
2.6.4 典型分布的置信度 28
2.7 粗大误差的剔除 32
2.7.1 判别粗大误差的准则 32
2.7.2 防止与消除粗大误差的方法 37
2.8 测量不确定度及其评定方法 37
2.8.1 测量不确定度 37
2.8.2 测量不确定度的评定方法 38
2.8.3 GUM法评定测量不确定度的一般步骤 39
2.8.4 输入量标准不确定度的评定 40
2.8.5 不确定度的合成 41
2.8.6 有效自由度的计算 42
习题 46
第3章 传感器 48
3.1 传感器概述 48
3.1.1 传感器的定义 48
3.1.2 传感器的一般结构 49
3.1.3 变送器 49
3.1.4 传感器的分类 49
3.2 金属温度传感器 51
3.2.1 工作原理 51
3.2.2 金属热电阻 51
3.2.3 热电阻技术参数 52
3.2.5 PT100数字式测温应用 56
3.3 热电偶 57
3.3.1 热电效应 57
3.3.2 热电偶定理 58
3.3.3 热电偶技术参数 59
3.3.4 热电偶的冷端补偿 60
3.3.5 补偿导线 64
3.3.6 热电偶测温仪表的接线 64
3.4 热敏电阻 65
3.4.1 工作原理 65
3.4.2 热敏电阻的伏安特性 66
3.4.3 热敏电阻的特点 67
3.5 霍尔传感器 67
3.5.1 霍尔效应 67
3.5.2 霍尔效应传感器 69
3.5.3 霍尔电流传感器 70
3.6 磁敏式传感器 73
3.6.1 磁敏电阻的工作原理 73
3.6.2 磁阻元器件的主要特性 73
3.6.3 磁敏电阻的应用 74
3.7 电场强度测量探头 75
3.7.1 悬浮体场强仪探头 75
3.7.2 地参考场强仪探头 76
3.7.3 光电场强仪探头 77
3.8 电涡流传感器 77
3.8.1 工作原理 77
3.8.2 电涡流传感器的基本特性 79
3.8.3 电涡流传感器的调理电路 80
3.8.4 电涡流传感器的应用 81
3.9 压电传感器 82
3.9.1 压电效应 82
3.9.2 压电传感器的等效电路 85
3.9.3 压电传感器的调理电路 86
3.9.4 压电传感器的应用举例 87
3.10 光电传感器 88
3.10.1 光电效应及其元器件 88
3.10.2 光电传感器的应用 89
3.10.3 光电编码器 90
3.11 电容式传感器 92
3.11.1 工作原理及其分类 93
3.11.2 电容式传感器的调理电路举例 95
3.11.3 电容式传感器的应用 98
3.12 电感式传感器 98
3.12.1 变间隙型自感传感器 99
3.12.2 变面积型自感传感器 101
3.12.3 螺管型自感传感器 101
3.13 差动传感器与测量电桥 102
3.13.1 差动测量系统 102
3.13.2 差动传感器 102
3.13.3 测量电桥 104
习题 110
第4章 测量系统中的调理电路 112
4.1 集成运算放大器 112
4.1.1 集成运算放大器概述 112
4.1.2 集成运算放大器的基本电路 114
4.2 集成运算放大器的结构特点与主要技术参数 115
4.2.1 集成运算放大器的结构特点 115
4.2.2 集成运算放大器的主要技术参数 116
4.3 仪表放大器 121
4.3.1 仪表放大器的基本电路结构 121
4.3.2 集成仪表放大器 123
4.4 电气测量中的共模信号 125
4.4.1 电气测量中常见的共模信号 125
4.4.2 共模输入的危害 127
4.5 集成差分放大器 129
4.6 隔离放大器 130
4.7 集成乘法器的应用 131
4.7.1 集成乘法器的介绍 131
4.7.2 集成乘法器能完成的运算 132
4.7.3 集成乘法器用于调制和解调 132
习题 134
第5章 电气测量技术 136
5.1 电压互感器 136
5.1.1 电磁式电压互感器 136
5.1.2 电容式电压互感器 143
5.1.3 光学电压传感器 145
5.2 电流互感器 146
5.2.1 电磁式电流互感器 146
5.2.2 低功率电流互感器 157
5.2.3 罗哥夫斯基电流互感器 158
5.2.4 光学电流传感器 160
5.3 交流电的频率、周期、相位的测量 161
5.3.1 频率和周期的测量 161
5.3.2 相位的测量 164
5.4 指针式电工仪表 166
5.4.1 电压、电流的测量 166
5.4.2 功率的测量 168
5.5 电力设备绝缘参数的测量 172
5.5.1 绝缘电阻和吸收比的测量 172
5.5.2 介质损耗因数 的测量 176
5.6 接地电阻的测量 178
5.6.1 测量接地阻抗的基本原理 178
5.6.2 接地阻抗的测量试验 179
5.6.3 接地阻抗测量注意事项 180
5.6.4 电力设备接地引下线导通试验 181
5.7 局部放电的测试 181
5.7.1 局部放电的机理分析 182
5.7.2 局部放电的主要参数 183
5.7.3 局部放电测量的基本回路及检测阻抗的选择 184
习题 185
第6章 数字化电气测量技术 186
6.1 数字化电气测量系统概述 186
6.1.1 数字化电气测量系统中的测量信号分类 186
6.1.2 数字化电气测量系统的结构 187
6.1.3 电气测量中常用的微处理器片上外设简介 188
6.2 模数转换器 191
6.2.1 模数转换器的基础知识 191
6.2.2 模数转换器的静态特性 192
6.2.3 模数转换器的动态特性 194
6.2.4 模数转换器的种类及其原理 197
6.2.5 常用的模数转换器 203
6.3 采样保持放大器AD781 213
6.3.1 动态性能 214
6.3.2 AD781与AD674的接口电路 214
6.4 电网电压频率和相位的锁相 215
6.4.1 锁相环的基本原理 215
6.4.2 同步参考坐标系中的电网电压矢量 216
6.4.3 Clark反变换和Park变换 216
6.4.4 同步参考坐标系锁相环 217
6.5 数字电表 219
6.5.1 数字电表的基本功能 219
6.5.2 数字化电能计量基础 219
6.5.3 集成三相多功能数字电能计量芯片ADE7878 220
6.6 数字化测量常用算法 223
6.6.1 有效值的计算与数字积分 224
6.6.2 谐波分析和DFT变换 225
6.6.3 噪声抑制与数字滤波 233
习题 243
第7章 虚拟仪器及其开发语言 244
7.1 虚拟仪器 244
7.1.1 虚拟仪器的基本概念 244
7.1.2 虚拟仪器的特点 244
7.1.3 虚拟仪器的结构 246
7.2 虚拟仪器的开发语言——LabVIEW 247
7.2.1 LabVIEW的优势 247
7.2.2 LabVIEW的编辑界面 248
7.2.3 LabVIEW的应用实例 249
7.3 虚拟仪器的开发语言——LabWindows/CVI 253
7.3.1 LabWindows/CVI简介 253
7.3.2 LabWindows/CVI特点 253
习题 254
第8章 电气测量中的抗干扰技术 255
8.1 电气测量干扰的三要素 255
8.1.1 干扰源 255
8.1.2 干扰耦合途径 256
8.1.3 受扰对象 256
8.2 电容耦合及其抗干扰对策 256
8.2.1 电容耦合 256
8.2.2 电容耦合的抗干扰措施 258
8.3 磁场耦合及其抗干扰对策 259
8.3.1 磁场耦合或互感耦合 259
8.3.2 防磁场（互感）耦合的措施 260
8.4 共阻抗耦合及其抗干扰对策 262
8.4.1 冲击负载电流通过电源内阻抗影响测量仪器的供电质量 262
8.4.2 测量仪器内部不同电路环节间通过直流稳压电源内阻抗的耦合 262
8.5 共模干扰及其抑制 263
8.5.1 共模信号及其对测量系统的干扰 263
8.5.2 共模干扰的抑制 265
习题 266
参考文献 268