čeština

Absolvent předmětu bude schopen vysvětlit principy polovodičových, optoelektrických a vláknových snímačů, definovat vlastnosti inteligentních snímačů. Bude schopen rozhodovat o vhodném výběru snímače pro konkrétní aplikaci s přihlédnutím k jejich vlastnostem a omezením vyplývající například z dané technologie výroby snímače a dokáže navrhovat obvody pro zpracování signálů z těchto snímačů, respektive naplánovat a zrealizovat měřicí řetězec pro praktické měření s těmito snímači.

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen vysvětlit základy fyziky polovodičů a optiky, vyjmenovat a popsat základní principy snímačů fyzikálních veličin, umět analyzovat a identifikovat elektronické obvody používané v senzorice a měřicí technice, aplikovat základní metody měření elektrických veličin (napětí, proud, odpor, kapacita, indukčnost) a být schopen samostatně sestavit měřicí pracoviště s přístroji: osciloskop, funkční generátor, měřicí karta pro sběr analogového a digitálního signálu a dokázat naprogramovat základní aplikaci pomocí nástrojů virtuální instrumentace (LabVIEW) se zpracováním signálů a dat. Předmět volně navazuje na povinné předměty v bakalářském studiu BMVE a BSNI. Student by měl disponovat takovými jazykovými znalostmi, aby porozuměl studijním materiálům i v anglickém jazyce.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody vyučování zahrnují přednášky a laboratoře.

Až 40 bodů za laboratorní cvičení – vypracování samostatných protokolů z konkrétních úloh.
Až 60 bodů za závěrečnou zkoušku (písemná i ústní část).

Základní náplň přednášek se vztahuje k následujícím oblastem:
1. Fyzika polovodičů, materiály pro polovodičové snímače, základní technologické procesy.
2. Zdroje záření - základní veličiny a dělení zdrojů, charakteristiky a zapojení. LED, LD a SLED - parametry a použití.
3. Polovodičové snímače záření – ionizující a neionizující záření.
4. Polovodičové snímače mechanických veličin - snímače tlaku, zrychlení, gyroskopy.
5. Polovodičové snímače magnetického pole - Hallův jev, magnetoodporový jev, AMR, GMR, magnetodioda, magnetotranzistor.
6. Polovodičové snímače teploty, chemické snímače a biosnímače.
7. Úvod do vláknové optiky, dělení a vlastnosti optických vláken. Vláknové spoje a konektory.
8. Optické vláknové snímače - dělení, vlastnosti, klasifikace (měřená veličina, modulace a konstrukce).
9. Měření fyzikálních veličin pomocí optických vláknových snímačů.
10. Inteligentní snímače - požadavky, vlastnosti, metody linearizace, autodiagnostika, autokalibrace, standardy skupiny IEEE 1451.

Cílem předmětu je seznámit studenty a prohloubit jejich znalosti v oblasti vybraných typů polovodičových, optoelektrických, vláknových, MEMS (mikro-elektro-mechanických), MOEMS (mikro-opto-elektromechanických) a inteligentních snímačů. Studenti se seznámí s jejich použitím v reálných aplikacích, například v měření, navigaci, robotice, atp. Cílem je vytvořit studentům přehled a představu o používaných fyzikálních jevech, měřicích metodách a koncepcích těchto snímačů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Kontrola výsledků samostatné práce na zadaných úkolech. V případě omluvené neúčasti na cvičeních může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní podmínku, obvykle vypracování dílčího úkolu.

ĎAĎO,S.-KREIDL,M.: Senzory a měřicí obvody. Vydavatelství ČVUT, Praha, 1996 (CS)
Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia, Praha, 2008 (CS)
Turán, J.-Petrík,S.: Optické vláknové senzory. Alfa Bratislava 1990 (CS)

Guldan, A.: Mikroelektronické senzory. Alfa, Bratislava, 1987 (SK)
Master Book on Sensor, ČVUT Praha, 2013 (CS)
Meijer, Gerard CM, ed. Smart sensor systems. Chichester, UK: Wiley, 2008 (EN)
NORTON,H.N.: Handbook of Transducers. Prentice Hall, 1989 (EN)
RIPKA, P. – ĎAĎO, S. – KREIDL, M. – NOVÁK, J.: Senzory a převodníky. Vydavatelství ČVUT, Praha, 2005 (CS)
Saleh, E.A.-Teich,M.C.: Základy fotoniky 1 až 4. Matfyzpress Praha, 1990 - 1996 (CS)
Yeh,Ch.: Handbook of Fiber Optics. Academic Press, Inc., San Diego, California 1990 (EN)