455-0344/01 – Microsensors and Special Measurement (MSM)
Gurantor department | Department of Measurement and Control | Credits | 5 |
Subject guarantor | doc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D. | Subject version guarantor | doc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Choice-compulsory |
Year | 2 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 2003/2004 | Year of cancellation | 2009/2010 |
Intended for the faculties | FEI | Intended for study types | Follow-up Master |
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:
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
Other requirements
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
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction