传感器个人实验室主要面向电子信息工程、机械工程、自动化、电气工程、仪器仪表等专业开设《传感器原理及应用》、《传感器技术及应用》、《MEMS与微系统》等课程教学、实验、示教的需要而设计，也可用于传感器技术类课程的课题设计和毕业设计。
每套设备均支持学生线上线下实验或教师课堂示教；在线操作软件基于B/S架构，支持用户在浏览器上进行在线调整电路参数、在线调理电路搭建连线、在线实时电压检测、在线实验数据记录（可导出excel）、在线实验数据分析（传感器特性曲线及拟合、应用特性曲线及拟合）、在线传感器物理量实时测量应用、在线开放拟合系数自主添加接口。
一、系统特点
1、“传感器个人实验室”采用便携仪表式，内置工控PC机（13寸1920*550分辨率的长条液晶屏），内嵌多种传感器调理电路满足铂电阻、热电偶、压力、电容位移、霍尔位移和电涡流位移相关实验；内置电路矩阵单元支持调理电路参数调整；内置模数数模转换单元实时控制和采集电压；采用便捷式磁吸接口方便扩展外置模块。
2、每套设备均支持学生线上线下实验或教师课堂示教；在线操作软件基于B/S架构，支持用户在浏览器上进行在线实验课件浏览、在线展示调理电路、在线调整电路参数、在线调理电路搭建和连线、在线实时电压检测、在线实验数据记录（可导出excel）、在线实验数据分析（传感器特性曲线及拟合、应用特性曲线及拟合）、在线传感器物理量实时测量应用、在线开放拟合系数自主添加接口。
3、线上线下实验操作均采用浏览器界面实现，无需安装额外开发环境。
4、除内置调理电路外，外置模块中的分立元件和面包板单元支持自搭建调理电路。
5、各传感器接入口均采用锚孔的方式，方便在实验室中同其它测量系统接口通用。
6、根据实验的要求，“传感器个人实验室”的实验内容不仅向下兼容以往传感器教学的内容，还添加了除传感器特性曲线分析外，使用实验数据拟合后直接实时测量物理量的过程，大大增强了实验的操作性和应用性，避免以往传感器实验只是记录数据手动画图分析无法直接应用展示的缺点。
7、标配外置二次开发单元，包含STM32F407芯片、单总线数字温度计、SPI接口气压仪和I2C接口激光测距、JLINK下载调试接口、内置和外部AD，提供标准化自定义协议及范例，让学生学习掌握各总线通信和仪表开发过程。
二、设备配置
1、“传感器个人实验室”单元（内嵌PC主机和13寸长条液晶）
2、自主设计单元：传感器接口单元、调理电路单元、开发模块单元
3、传感器：压力传感器、铂电阻（PT100）、K型热电偶、电涡流位移传感器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器
4、激励源：温控器（选配）、千分尺套件
5、在线实验网关平台；
6、在线实验操作平台；
7、机柜与网络设备：1个G2642，42U机柜；1个24口网络交换机；若干网线；服务器配置：硬件配置：Intel至强E3-1225V6处理器，集成显卡，8G ECC内存，1T sata 7200rpm硬盘，支持Raid 0/1，千兆以太网口，标配250W单电源，windows server 2012 R2系统
三、系统性能指标
1、“传感器个人实验室”设备
⑴内置的电阻式/电感式/电容式/霍尔式/热电式等传感器的信号调理电路、模拟开关矩阵、模数数模转换、微处理器、网络接口、嵌入式PC主机、13寸1920*550分辨率的长条液晶屏、磁吸式自主设计模块接入端口等组成；
⑵浏览器端（本地或远端）传感器与实验原理预习，实验内容选择、实验课件调阅、实验报告设计上传；
⑶浏览器端（本地或远端）调理电路设计与搭建、放大器零点和增益参数调整等硬件控制实验；
⑷浏览器端（本地或远端）实时信号测量、测量数据自动记录、数据excel表导出等实验操作；
⑸浏览器端（本地或远端）实验数据分析，包括传感器测量值定标、特性曲线绘制、测量数据拟合；
⑹配套传感器工程应用（智能仪器）案例设计、拟合系数自主添加接口等资源；
2、自主设计单元
主要用于满足学生自主设计传感器微弱信号感知、信号调理、信号模数转换硬件电路，自主设计传感信号采集、信号分析处理、物理量显示等软件，自主设计软硬件可替换“传感器个人实验室”内置的对应单元，验证自主设计软硬件性能；由3个功能模块组成。
（1）传感器接入模块
传感器通过锚孔插头接入对应区域，可通过短路块切换调理电路用内置还是自主电路，如是主电路则用杜帮线将传感器接入自主调理电路，所有传感器信号均支持此种方式引出。
（2）调理电路自主设计模块
内置各传感器调理电路所需有源无源器件，学生可用杜帮线自主设计所选传感器调理电路。
（3）信号采集与处理自主设计模块
此单元由微处理器STM32F407芯片、单总线数字温度传感器、SPI接口数字气压仪、I2C接口数字激光测距、1个M4内置AD、1个外置AD（Σ-Δ）芯片、USB转串口芯片、JLINK下载调试接口组成，支持学生二次开发，提供标准化自定义协议及范例，配合浏览器预留接口实现仪器仪表功能，数字传感器参数如下：
数字型温度传感器DS18B20（量程：0-100℃，精度：±0.5℃）、
SPI气压高度传感器MS5611（测量范围：10~1,200mbar）、
I2C激光测距VL53L0X（量程2m）三种传感器，训练学生掌握总线式传感器的使用。
3、传感器
（1）电阻应变式传感器（量程：10kg 精度：±1%）模块，内置的4个应变片以2个半桥结构引出，支持1/4桥、半桥和全桥电路搭建；
（2）位移式传感器：
电涡流位移传感器（量程：4mm 精度：±3%）；
电容式位移传感器（量程：±4mm 精度：±2%）；
霍尔式位移传感器（量程：±4mm 精度：±2%）
（3）温度传感器：
三线制PT100热电阻（0-300℃）；
K型热电偶（0-300℃）温度传感器；
4、温控器（选配）
① 控温范围为100摄氏度以内，温度误差±0.3℃，采用PID闭环控制算法，保证温度的稳定性和准确度。
② 支持2个独立的测温通道。
③ 通过旋转编码器设定当前温度，设定温度和当前温度采用2个4位数码管分别显示出来。
在“传感器个人实验室”平台中主要用于给铂电阻和热电偶传感器提供热源激励。
5、千分尺套件
① 由20mm千分尺、支架、滑块及组件组成，支持手动调整滑块粗调传感器位置；
② 可适配多种位移传感器的安装。
在“传感器个人实验室”平台中主要用于给电涡流位移、电容位移和霍尔位移传感器提供位移激励。
6、在线实验网管平台
在线实验网管平台主要完成硬件资源管理、实验管理、设备管理；
硬件资源管理：动态分配、建立硬件模块与客户端的数据链接，转发控制命令和实验数据；
实验管理：教师实验课件上传、学生实验权限设置（时间、内容）、实验公告发布、实验报告批改、答疑；学生实验预习、实验预约、课表查询、成绩查询、问题提交；
设备管理：建立实验设备性能档案，统计实验设备利用率；
7、在线实验操作平台
浏览器登录在线实验平台，获取硬件资源；
调阅实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、实验注意事项；
在线实验，调整电路参数、调理电路搭建和连线、实验数据记录（可导出excel）、开放拟合系数自主添加接口等；
可观测：调理电路实时电压检测、实验数据分析（传感器特性曲线及拟合、应用特性曲线及拟合）、传感器物理量实时测量应用等；
实验电路、实验数据存取，实验报告设计与上传；
8、机柜与网络设备
1个G2642，42U机柜；服务器；24口网络交换机；若干网线；
四、实验项目
（1）传感器原理及其应用
1、铂电阻及其应用实验
2、热电偶及其应用实验
3、1/4 、1/2桥和全桥压力实验
4、电子秤应用实验
5、电涡流传感器位移检测实验
6、电容式传感器位移检测实验
7、霍尔传感器位移检测实验
（2）电子测量电路设计
1、运算放大器调零电路设计
2、运算放大器交直流变电路设计
3、测量放大器设计
4、电桥电压变换电路设计
5、电压电流变换电路设计
6、电压频率变换电路设计；
7、铂电阻传感器调理电路设计；
8、热电偶传感器调理电路设计；
9、应力片传感器调理电路设计；
（3）虚拟仪器设计
1、keil5开发环境搭建实验
2、基于单总线温度传感器的数字温度计设计；
3、基于SPI气压仪传感器的数字气压仪设计
4、基于I2C激光测距传感器的数字测距仪设计实验；
5、基于应变力传感器的电子称设计实验；
