Mikrosenzory a mikrosystémy

Přednášející:

Miroslav Husák (gar.)

Cvičící:

Miroslav Husák (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Mikrosystémy - obecné pojmy a charakterizace, spolehlivost. Mikrosenzory a mikroaktuátory - fyzikální principy činnosti a parametry senzorů. Inteligentní mikrosystémy, zpracování dat v mikrosystémech, navrhování mikrosystémů, simulace a modelování. Základní typy mikrosenzorů a mikroaktuátorů - elektrické, magnetické, tepelné, optické (MOEMS), mechanické (MEMS), chemické a biochemické principy a příslušné kombinace (MEMS, MOES, MEMOS). Aplikovatelnost mikrosystémů v medicíně a průmyslu.

Požadavky:

http://www.micro.feld.cvut.cz/home/XD348MS

Osnova přednášek:

1. Mikrosystém. Základní fyzikální principy mikrosenzorů a mikroaktuátorů, parametry

2. Teplotní mikrosenzory. Integrované CMOS a bipolární mikrostruktury

3. Mikrosenzory pro měření mechanických veličin. Tlak, posuv, průtok, akcelerometry, apod.

4. Mikrosenzory pro měření záření. Jaderné, UV, viditelné, blízké IR a IR

5. Mikrosenzory pro měření chemických a biochemických veličin

6. Mikrosenzory pro měření magnetických veličin. Magnetorezistor, Hallův a feromagnetický senzor

7. Elektrické mikroaktuátory. Elektrostatické, rezonanční, piezoelektrické

8. Tepelné a mechanické mikroaktuátory. MEMS, plynů a pevných látek, ultrazvukové

9. Magnetické mikroaktuátory. Magnetické materiály, základní principy a využití v praxi

10. Chemické a biochemické, optické mikroaktuátory (MOEMS)

11. Zpracování informace v mikrosystému

12. Inteligence v mikrosenzorech a mikroaktuátorech, Vnitřní subsystémy, realizace inteligence

13. Navrhování a simulace mikrosystémů. Metodika návrhu, návrhové hardware a software

14. Aplikace mikrosystémů v medicíně a průmyslu. Mikromotory, mikronástroje, mikrorobotika

Osnova cvičení:

1. Elektrické vlastnosti mikrosenzorů

2. Elektrické vlastnosti mikroaktuátorů

3. Zpracování signálu v mikrosenzorech

4. Teplotní mikrosenzory

5. Tlakové mikrosenzory

6. Kapacitní mikrosenzory

7. Modelování a simulace teplotních a elektrických vlastností

8. Návrh mikrosenzoru

9. Návrh mikroaktuátoru

10. Magnetické mikrosenzory

11. Magnetická měření

12. Bezkontaktní měření polohy

13. Měření magnetických vlastností v biomedicíně

14. Elektrostatické mikroaktuátory

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Husák, M.: Mikrosystémy. Academia 2002.

2. Ďaďo, S., Kreidl, M.: Senzory a měřicí obvody. Monografie ČVUT, Praha 1996

3. J. Fraden: Handbook of modern sensors,2nd ed. , Springer Verlag, 1997

4. P. Ripka (ed.): Magnetic sensors, Artech, Boston-London, 2001

5. K. Draxler, P. Kašpar, P. Ripka: Magnetické prvky a měření, Skripta ČVUT, Praha 1998

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Kybernetika a měření - řídicí technika- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření - umělá inteligence- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření - měřicí a přístrojové systémy- strukturované studium (povinně volitelný předmět)
• Kybernetika a měření - letecké informační a řídicí systémy- strukturované studium (povinně volitelný předmět)