课程概述

        传感器是获取自然科学领域信息的主要途径和手段，它在现代测控系统中处于连接被测控对象和测控系统的接口位置，又是提高自动控制系统精度的反馈环节，《传感与检测技术》课程是电子信息工程专业的核心专业基础课。该课程涉及机械、动力、物理、化学、光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域，应用领域十分广泛，与当前多学科交叉融合的趋势相一致，在专业课程体系中起到重要的承上启下作用。

        传感器与检测技术集中体现了信息化和工业化的结合，科技越发达，自动化程度越高，对传感器与检测技术的依赖也就越强烈。信息产业链中信息应用、信息传输与信息处理发展迅猛，使世界许多国家已大力发展传感器与检测技术，我国政府也提出了“传感中国”口号，加大了具有自主知识产权的先进传感与检测技术的研发力度。工业4.0技术、物联网技术、无人驾驶技术、智能机器人等无不依赖传感与检测技术的发展与应用。技术的发展，相应产品的研发、使用与维护对高校人才培养的目标和内容提出了与时俱进的新要求，极大地提高了《传感器与检测技术》课程的地位。

        《传感器与检测技术》课程综合性和实践性较强，主要内容包括传感器与检测技术的定义、基本组成、发展趋势与应用，传感器与测量系统的基本特性，传感器的标定方法，各种常用传感器（电阻传感器、电感传感器、电容传感器、光电传感器、热电偶、磁电传感器、霍尔传感器、半导体传感器）的工作原理、技术性能、特点、选型原则、测量电路以及应用，信号分析及其在检测技术中的应用，信号调理电路，误差分析，测量数据基本处理步骤和软件算法，智能传感器，多传感器信息融合技术，软测量技术，系统抗干扰技术，系统可靠性设计，现代测量系统设计步骤等。

        课程讲授从系统出发，把握“总-分-总”课程体系结构，坚持从实践中来到实践中去的原则，将课程内容分解成12个教学单元，每个单元从经典案例出发，把需要传授的知识分解为需要解决的问题，再通过学生设计和开发的系统将知识点整合在一起。教学资源多样化以适应学生的学习需求，如单元导学、单元教学目标、PPT教案、授课视频、实训、微课和作业等。

       引入各种新型领域的先进理论、方法和技术，还将科研项目和企业实际需要解决的问题以及学生制作的优秀实训项目，制作成经典的教学案例，实时更新和完善线上教学资源。

        通过本课程的学习，要求学生具有学习知识、设计开发系统、分析数据和撰写报告等能力；要求学生能够自主学习、合作学习和探究学习；要求学生具有家国情怀、责任与担当和团队协作精神，讲科学，讲诚信，严谨治学态度。学习知识的同时提高学生的人文素养，促进学生全面发展。








证书要求

最终成绩由以下几部分构成：

1.     平时成绩（包括课外作业和随堂测验），占20%；

2.     课外综合训练，占15%；

3.     实验，占20%；

4.     期末闭卷考试，占45%。



预备知识

大学物理

电路原理

模拟电子技术

数字电子技术

微机原理与单片机技术






授课大纲

第一讲 绪论

第一章 绪论 包括传感与检测技术的基本概念、传感器的基本组成及分类、测量系统的基本结构、传感与检测技术的应用及其发展趋势等基本内容

拓展资源

第一讲 绪论单元测验

第二讲 传感器与测量系统的基本特性

第二讲 传感器与测量系统的基本特性 包括静态特性、动态特性、不失真测量

第二讲 测验

第三讲 测量误差分析

第三讲 测量误差分析

第三讲 测量误差分析作业

第四讲 电阻应变式传感器

第四讲 电阻应变式传感器

第四讲 电阻式传感器作业

第五讲 电容传感器

第五讲 电容传感器

第五讲 电容传感器作业

第六讲 电感传感器

第六讲 电感传感器

第六讲 电感传感器作业

第七讲 压电传感器

第七讲 压电传感器

第七章 压电传感器作业

第八讲 霍尔传感器

第十一讲 霍尔传感器

第八讲 霍尔传感器作业

第九讲 热电传感器

第八讲 热电传感器

第九讲 热电传感器作业

第十讲 光电传感器

第十讲 光电传感器

第十讲 光电传感器作业

第十一讲 超声波传感器

超声波传感器

第十二讲 半导体传感器

第十二讲 气敏传感器+湿敏传感器

第十二讲 半导体传感器作业

第十二讲 气敏传感器+湿敏传感器作业

第十三讲 无线传感器网络

第十三 无线传感器网络

第十四讲 信号调理电路

第十四讲 信号调理电路

第十四讲 信号调理电路单元测验

第十五讲 测量数据的基本处理算法

第十五讲 测量数据的基本处理算法

第十五讲 测量数据的基本处理算法作业

第十六讲 系统抗干扰技术

第十六讲 系统抗干扰技术

第十六讲 系统抗干扰技术作业

单元测试答案解析（主观题）

单元测试串讲(泡泡堂）

参考资料

建议教材：

[1] 自动检测技术及应用[M].梁森主编. 北京：机械工业出版社，2019年.

[2] 传感与检测技术[M] .刘红丽.（第二版）.北京：国防工业出版社，2012年.

参考资料：

[1] 现代测试技术与系统设计 [M] 申忠如. 西安：西安交通大学出版社。2009年.

[2] 传感器原理及应用[M] 刘振廷.. 西安：西安电子科技大学出版社，2011年.

[3] 传感器与检测技术 [M] 徐科军..北京：电子工业出版社，2011年.

[4] 美国NI、TI公司网站，国内知名的传感器网站.

[5] 微信订阅号：传感器与物联网 传感器专家网，传感器解决方案.

[6] 中国大学MOOC《传感与检测技术》，国家精品在线开放课程.

参考网站：

[1] 仪表技术与传感器   https://www.i-s.com.cn

[2] 传感器世界     https://www.sensorworld.com.cn

[3] 中国传感器   https://www.sensor.com.cn

[4] 传感器技术  https://www.sensor-tech.com.cn

[5] 传感技术学报网  https://www.cgjs.chinajournal.net.cn

[6] 传感器资讯网   https://www.globalsensors.com.cn



常见问题

1．从先进的自动化技术如物联网技术、无人机、智能机器人、工业4.0技术中， 了解传感与检测技术的作用与地位，它是如何应用到这些技术中？工作原理是什么？与系统中其他模块如何接口？实现了系统的哪些功能？

2．传感器/测量系统的基本特性与自动控制系统的基本特性有哪些相同？又有哪些不同？

3．传感器种类很多，特性、工作原理、测量电路以及应用都各不相同， 那么我们在学习时应采用什么样的学习方法， 才不至于学起来枯燥无味？

4．传感器的种类多， 输出信号的方式也不尽相同，它们是如何和后续电路接口的？

5．测量肯定伴随着误差， 误差来源是什么？有什么特点？如何发现？如何消除？硬件软件消除误差的方法是什么？怎样来衡量测量的精度？

6．科技不断进步，自动化水平越来越高，伴随而来的现代检测技术又有哪些？我们应该从哪些方面着手去了解这方面的知识？

7．系统的可靠性性如何保证？从哪些方面考虑可以提供系统的可靠性？

8．如何从工程实际出发， 能够根据系统的要求、性能指标以及实现功能，掌握现代测量系统的设计步骤，完成系统方案设计，传感其选型，信号调理电路的选择与参数设计，误差分析，编写测量数据的基本处理算法等？