455-0344/01 – Microsensors and Special Measurement (MSM)

Gurantor departmentDepartment of Measurement and ControlCredits5
Subject guarantordoc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D.Subject version guarantordoc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year2Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction2003/2004Year of cancellation2009/2010
Intended for the facultiesFEIIntended for study typesFollow-up Master
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
HOR02 doc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D.
SKO33 Ing. Jaromír Skotnica
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 3+2
Combined Credit and Examination 2+12

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Students will be acquainted with this promising group microelectronic components - microelectronic sensors and their application in measuring non-electrical quantities, enabling them to focus on the issue of automatic acquisition of initial information management systems in industry, medical engineering, robotics and navigation. Students will be acquainted with this promising group microelectronic components - microelectronic sensors and their application in measuring non-electrical quantities.

Teaching methods

Lectures
Individual consultations
Experimental work in labs
Project work
Other activities

Summary

Microelectronic sensors are characterized as sensors using phenomena in semiconductors and layer structures made microelectronic technologies. They represent a progressive, worldwide dynamic growth number of types of sensors, known as sensors 2.generation.This type of sensor is compatible with integrated circuits in terms of both technological as well as the perimeter, which make full use of opportunities provided by microelectronics (higher reliability, lower price for smaller dimensions and weight, new circuit innovative solutions and applications). The course is devoted to areas: - Basic principles, features and design solutions microelectronic sensors (MS) - Manufacturing processes used in the manufacture of MS. - MS in industry, medicine and environmental protection

Compulsory literature:

Fraden J.: Handbook of Modern Sensors,Springer -Verlag, Inc., 2004, ISBN 0-387-00750-4 Janata J., Huber R.J.: Solid State Senzors,Academic Press,Inc.1985. Middelhoek S., Audet S.: Silicon Sensors,Academic Press,Inc.1989. Ristic L.,Senzor technology and Devices, Artech House, Boston,London, 1994,ISBN 0-89006-532-2 Randy F.:Understanding smart sensors,Artech House, Boston,London,1996, ISBN 0-89006-824-0

Recommended literature:

Hutyra,M.:Mikrosnímače a speciální měření. Sylaby na WWW stránkách katedry,2005 (http://kat455.vsb.cz)

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

Verification of study:

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Přednášky: Mikroelektronické senzory, vymezení pojmů. Porovnání vlastností klasických senzorů a mikroelektronických senzorů.. Úloha technologie ve vývoji senzorů.Technologické postupy výroby mikroelektronických senzorů. Planární technologie a její využití pro výrobu mikroelektronických senzorů. Mikromechanika. Mechanické opracování materiálu slučitelné s postupy výroby mikroelektronických prvků. Mikromechanické struktury a jejich využití při konstrukci mikroelektronických senzorů. Mikroelektronické senzory mechanických signálu. Mikroelektronické snímače tlaku a akcelerometry. Mikroelektronické senzory tepelných veličin. Polovodičové teplotní senzory. Mikroelektronické termobloky. Využití mikroelektronických senzorů tepelných veličin pro měření průtoku, vakua a IR záření. Mikroelektronické senzory magnetických veličin.Integrované Hallovy sondy. Magnetoodporové senzory. Magnetodiody a magnetotranzistory. Mikroelektronické senzory využívající nábojově doménového jevu Mikroelektronické senzory radiačních signálů. Detektory neionizujícího záření. Spektrální charakteristiky fotoelektrických snímačů a možnosti jejího ovlivnění. Fotoodporový a fotonapěťový efekt a jeho využití v konstrukci mikrolektronických senzorů. Lavinové fotodiody, diody PIN a jejich vlastnosti. Fotoelektronické snímače polohy -PSD. Obrazové snímače. Obrazové snímače viditelného záření. X-Y adresované snímače. CCD obrazové snímače s řádkovým přenosem. CCD obrazové snímače s obrazovým přenosem. Mikroelektronické termovizní systémy. CCD termovizní systémy s pyroelektrickými detektory. CCD kvantové termovizní systémy. Detektory ionizujícího záření.Křemíkové a germaniové detektory. Přechodové a povrchové barierové detektory.Anulární polohově citlivé detektory. Transmisní detektory. Mikropáskové detektory a jejich využití pro měření pro měření vysoceenergetických částic. Mikroelektronické senzory chemických veličin. Senzory typu ChemFET,IS FET. Chemoresistory. Chemické senzory využívající povrchové akustické vlny(SAW. Detektory vlhkosti.Integrované senzory kyslíku. Biosenzory. Zpracování senzorových signálů. Multisenzorová pole. SMART senzory. Aplikace mikroelektronických senzoru v průmyslové praxi (automobilní průmysl, robotika apod.). Aplikace mikroelektronických senzorů v lékařství (měření mimo i uvnitř organismu). Aplikace mikroelektronických senzorů při ochraně životního prostředí (monitorování ovzduší a odpadních vod). Laboratoře: Školení bezpečnosti práce v laboratoři, organizace laboratorních cvičení, rozdělení úloh. Měření tlaků a deformací s využitím mikroelektronických senzorů Integrované snímače teploty Bezdotyková měření teploty s využitím integrovaných termobloků. Mikroelektronický PSD snímač polohy Obrazové snímače Integrovaná Hallova sondy a její využití Měření vibrací s využitím mikroakcelerometrů. Magnetoresistory a jejich aplikace. Měření statických a dynamických charakteristik snímačů viditelného záření Měření složení plynných směsí s využitím polovodičových detektorů. Konzultace k změřeným úlohám

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 30 (30) 0
                Laboratory work Laboratory work 30  0
        Examination Examination 70 (70) 0
                Written examination Written examination 60  0
                Oral Oral examination 10  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2009/2010 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering P Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (N2649) Electrical Engineering (2601T004) Measurement and Control Engineering K Czech Ostrava 1 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems P Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (N2645) Electrical Engineerong, Communication and Computer Systems (2612T041) Control and Informatics Systems K Czech Ostrava 2 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner