Senzory v elektronice

Podmínkou zápisu na předmět B2B34SEE je, že student si nejpozději ve stejném semestru zapsal příslušný počet předmětů ze skupiny BEZBM

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra mikroelektroniky

Anotace:

Předmět popisuje základní fyzikální jevy a principy používané u senzorů, mikrosenzorů a mikroaktuátorů,

seznamuje s energetickými doménami okolního prostředí, statickými a dynamickými parametry, metodami

zlepšování parametrů, zpracováním senzorových signálů, principy návrhu a činnosti inteligentních senzorů,

základními principy činnosti a aplikacemi MEMS a mikrosystémů, principy využití senzorů v senzorových

sítích, seznamuje se základními technologiemi jejich realizace, základy senzorů optoelektronických a

fotonických. Teoretické základy jsou doprovázené aplikacemi využití základních principů v senzorech teploty,

tlaku, mechanického namáhání a dalších mechanických veličin, průtoku, hladiny, magnetických veličin,

záření, chemické analýzy, bezpečnostních systémech, senzory pro Internet of thinks, uplatnění senzorů

v nositelné (wearable) elektronice.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Proč senzory - energetické domény, senzor, mikrosenzor, mikroaktuátor, mikrosystém, integrace, miniaturizace.

2. Parametry senzorů a mikrosenzorů, metody zlepšování parametrů

3. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové

4. Kapacita - Kapacitní mikrosenzory, tlakové mikrosenzory, akcelerometry, gyroskopy.

5. Piezoelektrický jev - senzory a aktuátory, tlakové senzory

6. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory a mikrosenzory magnetických veličin

7. Senzory teploty - pn přechod, odporové polovodičové a kovové, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře, mikrosenzory pro kryogenní teploty, integrace.

8. Senzory a mikrosenzory průtoku, hladiny

9. Senzory a mikrosenzory chemických a biochemických veličin

10. Pyroelektrický jev, fotovoltaický jev - senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné)

11. Optické vláknové senzory

12. Nanosenzory

13. Inteligentní mikrosenzory, návrh, principy, sdílení informací, komunikace, sběrnice, vazby na cloud computing,

14. Senzory využívané pro Internet of thinks, nositelnou elektroniku, senzorové sítě, koncepce smart dust, využívané principy, integrace

Osnova cvičení:

1. Úvodní cvičení - bezpečnost, organizace cvičení

2. Měření úlohy č. 1: Měření spekter

3. Měření úlohy č. 2: Senzory magnetického pole

4. Měření úlohy č. 3: Piezorezistivní (piezoodporové) senzory síly

5. Měření úlohy č. 4: Detektory kovů

6. Měření úlohy č. 5: MEMS akcelerometry

7. Měření úlohy č. 6: Optický senzor, optická závora, optický kodér ¨

8. Měření úlohy č. 7: Senzory teploty

9. Měření úlohy č. 8: Indukční senzory

10. Měření úlohy č. 9: Peltiérův článek a termočlánek

11. Měření úlohy č. 10: Kapacitní senzory vzdálenosti

12. Náhradní měření, zápočtový test

13. Opravný test, doměřování úloh

14. Opravy, zápočet

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1] Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008

[2] Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997

[3] Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005

[4] Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005

Poznámka:

Další informace:

https://moodle.fel.cvut.cz/enrol/index.php?id=1986

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Elektronika a komunikace 2018 (povinný předmět programu)