感測技術及套用(哈爾濱工業大學建設的慕課)

感測技術及套用課程是哈爾濱工業大學建設的慕課、國家級一流本科課程。該課程於2018年04月23日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為張曉琳、唐文彥、王軍。據2021年8月中國大學MOOC官網顯示，該課程已運行8學期。

感測技術及套用課程共十一章，包括壓電式感測器、感測技術發展、磁電式感測器、光電式感測器、超音波式感測器、電阻式感測器等內容。

基本介紹

• 中文名：感測技術及套用
• 類別：慕課、國家級一流本科課程
• 授課平台：中國大學MOOC
• 開課時間：2018年04月23日（首次）
• 授課教師：張曉琳、唐文彥、王軍
• 建設院校：哈爾濱工業大學

課程性質

課程定位

感測技術及套用課程是測控技術與儀器專業的專業核心課，通過對感測器的基本原理、特性及相應的測量電路、感測器技術發展等內容的學習，培養學生利用感測技術有關工程知識解決精密儀器測量與設計領域複雜工程問題的能力，掌握利用感測技術的精密儀器和測量系統等工程相關背景知識進行合理分析的能力。

適應對象

感測技術及套用課程適合工科相關專業本科生和研究生學習，也可供相關領域工程技術和研究人員參考。

課程簡介

感測技術及套用課程共十一章，緒章介紹感測器的組成、分類和發展趨勢等內容；第一章講述感測器的一般特性等知識點；第二章介紹電阻應變片的測量電路、溫度誤差及其補償等內容；第三章講述轉換電路及零點殘餘電壓等知識點；第四章介紹電容式感測器的套用等內容；第五章講述霍爾感測器的套用等知識點；第六章介紹壓電式感測器的等效電路及套用等內容；第七章講述光纖感測器的光調製方式及套用等知識點；第八章介紹熱電偶測溫的基本原理等內容；第九章講述超音波換能器及耦合技術等知識點；第十章介紹感測技術新發展等內容。

課程大綱

緒論 第1節 感測器的定義和作用 第2節 感測器的組成、分類和發展趨勢 緒論單元測驗 第一章 感測器的一般特性 第1節 感測器的一般特性 感測器的一般特性單元測驗 第二章 電阻式感測器 第1節 電阻應變片的基本原理、結構、主要參數及工作特性 第2節 電阻應變片的測量電路、溫度誤差及其補償 第3節 電阻應變式感測器套用舉例 電阻式感測器單元測驗 第三章 電感式感測器 第1節 自感式感測器 第2節 轉換電路及零點殘餘電壓 第3節 電渦流式感測器和壓磁式感測器 電感式感測器單元測試 第四章 電容式感測器 第1節 電容式感測器的工作原理和主要性能 第2節 電容式感測器測量電路 第3節 電容式感測器的套用 電容式感測器單元測試 第五章 磁電式感測器 第1節 霍爾效應、霍爾元件及霍爾感測器的特點 第2節 霍爾感測器的套用 磁電式感測器單元測試

第六章 壓電式感測器 第1節 壓電效應 第2節 壓電材料 第3節 壓電式感測器的等效電路及套用 壓電式感測器單元測試 第七章 光電式感測器 第1節 光源 第2節 光電器件 第3節 電荷耦合器件CCD 第4節 位置敏感器件PSD 第5節 光纖及其傳光原理、光纖感測器的組成及分類 第6節 光纖感測器的光調製方式及套用 第7節 光柵式感測器 第8節 雷射式感測器 光電式感測器單元測試 第八章 熱電式感測器 第1節 熱電偶測溫的基本原理及三大定律 第2節 熱電偶的材料、類型及冷端補償方法 熱電式感測器單元測試 第九章 超音波式感測器 第1節 超音波換能器及耦合技術 第2節 超音波感測器的套用 超音波式感測器單元測試 第十章 感測技術新發展 第1節 課程大作業 感測技術新發展單元測試

（註：課程大綱排版從左到右排列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課老師	學時安排	參與人數
第1次開課	2018年04月23日-2018年07月05日	張曉琳、唐文彥、王軍	2-3小時每周	5074
第2次開課	2018年09月01日-2018年11月20日			3195
第3次開課	2019年01月01日-2019年03月20日		2-4小時每周	2934
第4次開課	2019年04月22日-2019年07月31日			2038
第5次開課	2019年08月26日-2019年11月10日		3-5小時每周	2416
第6次開課	2020年01月01日2020年05月20日		2-4小時每周	11533
第7次開課	2020年09月01日-2020年12月30日	張曉琳		1789
第8次開課	2021年03月01日-2021年05月31日			1734

（註：表格內容參考資料）

教學目標

通過對感測技術及套用課程的學習，使學習者達到以下目標：

1、比較和對照各類感測器的定義、作用及測量系統的組成，明確感測器的靜態特性、動態特性的性能指標概念、定義，總結和闡述提高感測器性能的方法。

2、總結感測器的設計原則和方法，對精密測量與儀器設計領域的複雜工程問題進行條件假設、模型構建和知識表達。

3、運用感測器有關知識和技能解決實際工程問題，對精密測量與儀器設計領域的感測技術有關複雜工程問題進行分析與評價。

4、了解感測器在科研中的套用實例，理解電學、光學、機械學等綜合技術的相關性，針對感測技術及套用等複雜工程問題進行有效溝通，具備感測技術新成果的自學能力和意識。

學習預備

預備知識

學習感測技術及套用課程需要先修模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎、工程光學、精密機械學基礎、信號與系統等課程。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《感測器與檢測技術（第2版）》	胡向東	2013年	機械工業出版社
《感測器技術》	陳建元	2008年
《感測器（第5版）》	唐文彥、張曉琳	2014年
《感測器原理及套用》	王化祥、張淑英		天津大學出版社
		1999年
《感測器原理》	余瑞芬	1995年	航空工業出版社

（註：表格內容參考資料）

考核標準

• 證書要求

考核環節	所占分值
各章節單元測試	70分
大作業	10分
期末綜合測試	20分

1、總成績在85分以下且60分及以上可申請合格證書。

2、總成績在85分及以上者可申請優秀證書。

所獲榮譽

2020年11月24日，感測技術及套用課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介

張曉琳，哈爾濱工業大學副教授，主編《齒輪精度及檢測技術手冊》《感測技術及套用》等教材。

唐文彥，哈爾濱工業大學教授，承擔航天飛行器總裝測試技術、數學建模與建模方法等課程教學工作。

王軍，哈爾濱工業大學講師。