455-0344/01 – Mikrosnímače a speciální měření (MSM)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity5
Garant předmětudoc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2009/2010
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HOR02 doc. Ing. Bohumil Horák, Ph.D.
SKO33 Ing. Jaromír Skotnica
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 2+12

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Studenti se v tomto předmětu seznámí s perspektivní skupinou mikroelektronických prvků - mikroelektronickými senzory a s jejich uplatněním při měření neelektrických veličin, což jim umožní orientaci v problematice automatického získávání vstupních informací systémů pro řízení v oblasti průmyslu, lékařské techniky, robotiky a navigace. Studenti se v tomto předmětu seznámí s perspektivní skupinou mikroelektronických prvků - mikroelektronickými senzory a s jejich uplatněním při měření neelektrických veličin.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Ostatní aktivity

Anotace

Mikrosnímače (mikroelektronické senzory) charakterizujeme jako senzory využívající jevy v polovodičích a vrstvových strukturách zhotovené mikroelektronickými technologiemi. Představují progresivní, ve světě dynamicky se rozvíjející typy senzorů,označované jako senzory 2.generace.Tento druh senzoru je slučitelný s integrovanými obvody jak z hlediska technologického,tak i obvodového,což umožňuje plně využít možnosti poskytované mikroelektronikou (vyšší spolehlivost, nižší cena při menších rozměrech a hmotnosti,nová obvodová rešení a netradiční aplikace). Předmět je věnován oblastem - základní principy funkce , vlastnosti a konstrukční řešení mikroelektronických senzorů (MS) - výrobní postupy využívané při výrobě MS. - aplikace MS v průmyslu,lékařství a ochraně životního prostředí

Povinná literatura:

Husák M.: Senzorové systémy , skriptum ČVUT Praha 1993 Guldan, A.: Mikroelektronické senzory. Bratislava, Alfa 1988.

Doporučená literatura:

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

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: V průběhu semestru absolvují studenti 10 laboratorních úloh, jejichž cílem je praktické ověření přednášené problematiky a zpracují semestrální projekt. Cílem semestrálního projektu je prokázat schopnost aplikace přednášené problematiky na řešení praktických zadání. Předmět je zakončen závěrečnou zkouškou, kterou lze absolvovat pouze v případě udělení zápočtu. Podmínky udělení zápočtu: V průběhu semestru: 10 laboratorních úloh , za každou laboratorní úlohu lze získat max 3 body. Celkem lze za semestr získat 30 bodů Podmínkou pro získání zápočtu je získání min. 15 bodů. Závěrečná zkouška: Podmínkou je udělený zápočet. Do bodového hodnocení zkoušky se započítává semestrální projekt, za který lze získat max 20 bodů. Závěrečná zkouška má část písemnou (max. 40 bodů) a část ústní (max 10 bodů).

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

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

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30 (30) 0
                Laboratorní práce Laboratorní práce 30  0
        Zkouška Zkouška 70 (70) 0
                Písemná zkouška Písemná zkouška 60  0
                Ústní zkouška Ústní zkouška 10  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (N2649) Elektrotechnika (2601T004) Měřicí a řídicí technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2005/2006 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2004/2005 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2003/2004 (N2645) Elektrotechnika, sdělovací a výpočetní technika (2612T041) Řídící a informační systémy K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku