spContent=本课程获得国家级线上线下混合式一流本科课程认定，课程内容设计兼顾理论深度和工程实践广度，与新材料、新工艺、新应用紧密结合。课程的目标达成是：通过系统化和前沿性的知识构建，先进性和实践性的内容呈现，明确具体的目标导向，启发引导式的问题牵引，助力大学生系统的掌握传感器的工作原理、应用特性，同步开阔学科视野，提升工程素养，提高创新思维，为我国的“科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”的成功实施和全面落地积尺寸之功。
本课程获得国家级线上线下混合式一流本科课程认定，课程内容设计兼顾理论深度和工程实践广度，与新材料、新工艺、新应用紧密结合。课程的目标达成是：通过系统化和前沿性的知识构建，先进性和实践性的内容呈现，明确具体的目标导向，启发引导式的问题牵引，助力大学生系统的掌握传感器的工作原理、应用特性，同步开阔学科视野，提升工程素养，提高创新思维，为我国的“科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”的成功实施和全面落地积尺寸之功。
—— 课程团队
课程概述
面向人工智能时代传感器技术发展与应用的新特点和新需求，经过10期的实际运行经验累积和持续课程资源优化建设，当前的《传感器与测量技术》在线开放课程具有以下主要特点：
（1）教学视频内容经过教学优化设计，具备基础性、系统性和应用性特点。
（2）紧密结合专业知识，拓展了【前沿资讯】、【期刊瞭望】、【研发应用】、【知识点翠】、【广闻博见】学习资源模块，反映最新的学术研究成果和应用趋势，提供深入的理论知识和实践应用案例，介绍新技术、新材料、新工艺和新的研究应用方法，助力大学生开阔学科视野，提升工程素养，提高创新思维能力。
（3） 线上单元测验、单元作业、课程专题讨论和期末考试内容，均结合专业知识进行教学优化设计，目的是帮助大学生在掌握基本专业知识的基础上，紧密结合专业实践应用进行积极的深入思考，培养锻炼高阶思维能力和创新能力，提升分析、解决传感器测量技术领域中复杂工程问题的能力。
授课目标
本课程期望帮助大学生达成以下学习目标：
1.掌握传感器的结构组成、工作原理、主要性能指标及其应用特性。
2.掌握传感器测量系统数据误差的基本概念、表示方法及其处理方法。
3.掌握多传感器数据融合技术的基本概念与结构模型。
4.具备模块化分析解读传感器功能与特性的能力。
5.具备根据实际工程需要选择适合类型传感器的能力。
6.具备分析解决传感器测量技术领域中复杂工程问题的能力。
7.具有认真严谨、勇于探究、求真务实、精益求精、学以致用的工匠精神和创新意识。
课程大纲
传感器技术概述
课时目标：（1）掌握传感器的规范定义。（2）掌握传感器常规的分类依据和类型。（3）了解传感器主要静态特性指标和动态特性指标的定义及其工程意义。（4）了解传感器技术的发展趋势。（5）能够模块化解析传感器的结构构成。（6）能够根据传感器的名称分析判断其命名依据，进而了解传感器的主要特性。（7）能够掌握传感器主要静态特性、动态特性指标的检测方法。（8） 认识到传感器技术在人类正在进行的第四次工业革命中，在人工智能科技时代，在我们国家科技创新发展战略中的重要地位与作用。（9）认识到传感器技术对个人专业学习以及未来职业发展的意义。
1.1 智能科技时代的传感器技术
1.2 传感器的组成与分类
1.3 传感器的基本特性
1.4 单元小结
传感器测量系统数据处理
课时目标：（1）理解测量、计量基本概念。（2）理解计量的主要特点。（3）理解测量方法的分类依据及各类型的特点。（4）掌握测量误差的表示方法。（5）掌握误差分析、误差表示方法中重要的专业术语及重要参数。（6）掌握测量误差的类型划分及对应的特点。（7）掌握测量误差的合成与分配的概念。（8）理解测量与计量的关联性。（9）理解对传感器进行标定的科学技术意义和社会意义。（10）明确传感器的标定、校准、检定的意义与区别。（11）掌握不同测量误差表示方法的意义、关键参数的分析求解思路。（12）掌握不同类型测量误差的数据分析处理方法。（13）掌握测量误差合成与分配过程中数据分析处理思路。（14）深刻体会到专业课程学习需融会贯通、学以致用的必要性与重要性。
2.1 测量与计量
2.2 测量方法
2.3 测量误差及其表示方法
2.4 测量误差类型及其数据处理
2.5 测量误差的合成与分配
2.6 单元小结
热电式传感器
课时目标：（1）掌握温度传感器的类型划分。（2） 掌握热电偶的结构构成、类型划分、工作原理、分度表构成，及其冷端补偿问题。（3）掌握金属热电阻的材料属性、类型划分、工作原理和分度表构成，及其测量接线方式。（4）掌握热敏电阻的类型划分、基本特性，及其应用特点。（5）掌握典型集成温度传感器的工作原理及其基本应用特性。（6）能够正确使用热电偶和金属热电阻的分度表，处理温度传感器测量数据；（7）能够根据实际工程测温需要，选择合适类型温度传感器，并且能够正确的掌握其电路应用特性。（8）深刻认识到对温度的测量，在现代科技发展与人们生产、生活、工作领域中的重要意义。
3.1 热电偶
3.2 金属热电阻
3.3 热敏电阻
3.4 集成温度传感器
3.5 单元小结
电阻式传感器
课时目标：（1）掌握电阻应变式传感器的材料构成、类型划分与工作原理。（2）掌握电阻式传感器典型的直流电桥测量转换电路的结构构成特点。（3）掌握三种结构直流电桥的工作原理及其特性分析方法，并且能够根据实际工程测量需要，合理选择电桥结构。（4）掌握压阻式传感器的材料构成、类型划分与工作原理。（5）准确理解应变效应与压阻效应的区别。（6） 深刻认识到电阻式传感器在人们实际生产、生活、科学领域中应用的广泛性与重要性。
4.1 电阻应变式传感器
4.2 压阻式传感器
4.3 单元小结
电容式传感器
课时目标：（1）掌握常见类型电容式传感器的工作原理。（2）掌握电容式传感器常用测量转换电路的结构构成与工作原理。（3）了解电容式传感器的典型应用案例。（4）掌握常见类型电容式传感器的工作特性。（5）能够根据实际工程需要选择合适类型的电容式传感器。（6）能够根据实际工程需要选择合适类型的测量转换电路。（7）对电容式传感器的工作特性有深入理解，能够结合实际工程案例进行特性分析。
5.1 电容式传感器
5.2 电容式传感器的测量转换电路
5.3 单元小结
电感式传感器
课时目标：（1）掌握电感式传感器类型划分。 （2）掌握自感式电感传感器的类型及其工作原理。（3）掌握互感式电感传感器的类型及其工作原理。（4）掌握电涡流传感器的工作原理。（5）理解电感式传感器类型划分的依据。（6）掌握自感式电感传感器的工作特性与应用特点。（7）掌握互感式电感传感器的工作特性与应用特点。（8）理解电涡流效应、集肤效应。（9）能根据实际的应用场景选择高频反射式或低频透射式电涡流传感器。
6.1 电感式传感器类型解读
6.2 自感式与互感式电感传感器工作原理解析
6.3 电涡流传感器
6.4 单元小结
压电式传感器
课时目标：（1）掌握压电材料类型划分。（2）掌握正压电效应、逆压电效应工作特性。（3）掌握正压电效应对应的压电式传感器的两种等效电路。（4）掌握超声波的定义与物理性质。（5）掌握超声波式传感器的类型划分与检测方式。（6）掌握超声波传感器的结构构成。（7）能够结合实际工程需求，选择合适类型的压电式传感器并能够正确应用。（8）能够正确分析实际工程应用案例中的压电式传感器的作用与特性。（9）正确理解压电式传感器与超声波式传感器之间的关联性与差异性。
7.1 压电式传感器
7.2 压电式超声波传感器
7.3 单元小结
光电式传感器
课时目标：（1）掌握光电式传感器的一般构成。（2）掌握内光电效应（光电导效应、光生伏特效应）、外光电效应的定义。（3）掌握光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电管、光电倍增管和光电池等光电器件的光电效应。（4）掌握光纤的结构构成、主要参数和类型划分，以及光的全反射原理。（5）掌握光纤传感器的结构构成、类型划分和工作原理。（6）掌握光电式编码器的类型划分。（7）掌握增量式光电编码器和绝对式光电编码器的结构构成、工作原理和工作特性。（8）掌握光栅的类型划分。（9）掌握计量光栅传感器的结构构成和工作原理。（10）掌握莫尔条纹的形成机理和线位移检测原理。（11）结合实际工程需要，选择合适类型的光电器件、光纤传感器、光电式编码器和计量光栅传感器，并能够正确应用。（12）理解增量式光电编码器与绝对式光电编码器的特性差异。（13）掌握莫尔条纹的线位移检测原理。
8.1 光电器件的光电效应
8.2 光纤传感器
8.3光电式编码器
8.4 计量光栅传感器
8.5 单元小结
磁敏式传感器
课时目标：（1）掌握霍尔效应及其类型划分。（2）理解霍尔传感器的灵敏度和霍尔系数的定义及其意义。（3）掌握开关型、线性型霍尔传感器的输出特性。（4）掌握霍尔传感器的不等位电势的定义及其补偿方法。（5）掌握磁阻效应及其类型划分。（6）掌握磁敏电阻传感器B-R特性。（7）能够准确理解霍尔效应与磁阻效应之间的联系与区别。（8）能够正确选择和应用霍尔传感器和磁敏电阻传感器。
9.1 霍尔传感器
9.2 磁敏电阻传感器
9.3 单元小结
化学传感器与生物传感器
课时目标：（1）掌握化学传感器的定义及其类型划分。（2）掌握pH酸度计的基本构成及其工作原理。（3）掌握气敏传感器的基本工作原理与主要类型。（4）掌握生物传感器的定义及其类型划分。（5）掌握柔性生物传感器与柔性生物电传感器的基本概念与工作原理。（6）能够理解化学传感器与生物传感器的关联性。（7）掌握pH酸度计的应用特性。（8）掌握主要类型的气敏传感器的应用特性。
10.1 化学传感器概述
10.2 气敏传感器
10.3 生物传感器
10.4 单元小结
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预备知识
本课程的前置课程：
《大学物理》、《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制理论》。
参考资料
胡福年,王晓燕 主编. 传感器技术与应用（纸质教材）. 人民邮电出版社[M]. 2024.08
胡福年,王晓燕 主编. 传感器与测量技术（数字教材）. 人民邮电出版社[M]. 2024.08
常见问题
1. 请始终用同一个MOOC账号登录本课程的在线开放课程学习平台，确保平台对所有过程学习成绩统计在一个账号下。
2. 参加线上线下混合式学习模式的同学，请注意始终用进行过学校云认定的慕课堂账号登录学习。
