Detail předmětu

Mikrosenzory a mikromechanické systémy

FEKT-KMMSAk. rok: 2018/2019

Základy mikroelektronických technologií pro mikrosenzoriku a mikrosystémy. Úvod do problematiky mikrosenzorů a mikroelektromechanických systémů. Základy mikroelektronických technologií. Základy jevů v polovodičích a jejich využití v senzorice. Odporové senzory (tlaku, teploty, pozice, ...). Kapacitní senzory. Hallovy senzory. Piezoelektrické senzory. Senzory s CCD prvky. Generátorové senzory světelného záření. Chemické senzory a biosenzory (vodivostní, pH senzory, ...). Speciální druhy senzorů. Mikromechanické systémy. Nové trendy v mikrosenzorice a v MEMS.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mikroelektroniky (UMEL)

Výsledky učení předmětu

Student získá základní teoretické znalosti a praktické dovednosti z oblasti mikroelektromechanických systémů, mikrosenzorů a metod pro měření neelektrických veličin. Dále získá základní znalosti v oblasti návrhu metodiky měření a vyhodnocování výsledků.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob realizace: 20 % face-to-face, 80 % distance learning.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Úvod do problematiky senzorové techniky
2. Základy mikroelektronických technologií
3. Odporové senzory
4. Kapacitní senzory
5. Indukčnostní senzory
6. Generátorové senzory
7. Polovodičové senzory
8. Optické Senzory
9. Speciální senzory
10. Chemické senzory a biosenzory
11. Mikroelektromechanické systémy

Učební cíle

Cílem kursu je seznámit posluchače s teorií, principy a konstrukcí mikrosenzorů a mikroelektromechanických systémů. Hlavním úkolem kursu je poskytnutí znalosti pro jejich návrh a optimální využití.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

HUBÁLEK, J.; DRBOHLAVOVÁ, J.; PRÁŠEK, J.; BUŠINOVÁ, P.; BENDOVÁ, M. Mikrosenzory a mikroelektromechanické systémy. Brno: 2012. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-BK bakalářský

    obor BK-MET , 3 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jaromír Hubálek, Ph.D.

Osnova

Úvod do problematiky mikrosenzorů a mikromechanických systémů. Obecné vlastnosti, obecné rozdělení senzorů, charakteristiky senzorů.
Základy mikroelektronických technologií. Rozdělení mikroelektronických technologií, technologie tenkých vrstev, technologie tlustých vrstev, základy polovodičových technologií.
Základy jevů v polovodičích a jejich využití v senzorice.
Odporové senzory. Obecné vlastnosti, náhradní elektrické schéma, rozdělení odporových senzorů, popis základních odporových mikrosenzorů (tenzometry, termistory, pozistory,...).
Kapacitní senzory. Obecné vlastnosti, náhradní elektrické schéma, rozdělení kapacitních senzorů.
Hallovy senzory. Fyzikální princip, materiály pro Hallovy senzory.
Piezoelektrické senzory. Fyzikální princip funkce, konstrukční zásady a využití.
Senzory s CCD prvky. Fyzikální princip funkce, obecné vlastnosti a využití.
Generátorové senzory světelného záření.
Chemické senzory. Fyzikální princip funkce, obecné vlastnosti a využití. Rozdělení chemických senzorů, popis základních chemických mikrosenzorů (vodivostní, senzory pH, ...).
Speciální druhy senzorů.
Mikromechanické systémy. Obecné vlastnosti a využití, popis výroby.
Nové trendy v mikrosenzorice a v mikromechanických systémech.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Silvester Vančík

Osnova

Úvodní cvičení. Administrativní a organizační záležitosti. Bezpečnost práce v laboratoři.
Praktické základy mikroelektronických technologií, zadaní samostatných laboratorních projektů
Měření polohy
Měření teploty (odporové).
Měření teploty (termočlánky).
Měření tlaku.
Měření průtoku.
Měření rychlosti a otáček
Měření světelného záření
Měření na chemických senzorech
Speciální snímače
Konzultace k samostatným laboratorním projektům
Volné téma