Moodle FEL ČVUT
Senzory v elektronice a informatice
B242 - Letní 2024/2025
Toto je tzv. shluknutý kurz. Skládá se z několika samostatných předmětů, které sdílejí výukové materiály, úkoly, testy apod. Níže si můžete zobrazit informace o jednotlivých předmětech tvořících tento shluk.
Senzory v elektronice a informatice - AD2B34SEI
Hlavní kurz
| Kredity | 6 |
| Semestry | letní |
| Zakončení | Zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 14KP+6KL |
Anotace
Předmět popisuje základní fyzikální, elektronické a optoelektronické jevy a principy používané u senzorů a mikrosenzorů, statické a dynamické parametry, metody zlepšování parametrů, zpracování senzorových signálů, inteligentní senzory, aplikace uvedených principů v senzorech teplotní, tlakové, optoelektronické, optické vláknové, senzory záření, chemické, mechanických veličin, hladinové, průtokoměry, ultrazvukové apod.. Jsou uvedeny principy činnost vybraných elektronických aktuátorů. Předmět seznamuje se základními principy činnosti a aplikací MEMS a mikrosystémů. Uvedené principy jsou ukázány na příkladech aplikací s konkrétními senzory a jejich katalogovými údaji. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD2B34SEI \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A2B34SEI
Cíle studia
None
Osnovy přednášek
1. Proč senzory - seznámení se senzory a jejich aplikacemi
2. Parametry senzorů
3. Kapacita - Kapacitní senzory, tlakové kapacitní senzory
4. Induktanční, indukčnostní, magnetický princip, magnetostrikční jev - senzory s magnetickými obvody (indukčnostmi)
5. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové
6. Piezoelektrický jev - senzory s principem piezoelektrickým, tlakové senzory piezoelektrické
7. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory magnetických veličin
8. Teplotní závislosti pn přechodu, odporu polovodiče a kovu, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře - teplotní senzory
9. Akcelerometry, gyroskopy
10. Senzory průtoku, hladiny
11. Senzory chemických a biochemických veličin
12. Optické vláknové senzory
13. Pyroelektrický jev, fotovoltaický jev - senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné)
14. Inteligentní (SMART) senzory
2. Parametry senzorů
3. Kapacita - Kapacitní senzory, tlakové kapacitní senzory
4. Induktanční, indukčnostní, magnetický princip, magnetostrikční jev - senzory s magnetickými obvody (indukčnostmi)
5. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové
6. Piezoelektrický jev - senzory s principem piezoelektrickým, tlakové senzory piezoelektrické
7. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory magnetických veličin
8. Teplotní závislosti pn přechodu, odporu polovodiče a kovu, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře - teplotní senzory
9. Akcelerometry, gyroskopy
10. Senzory průtoku, hladiny
11. Senzory chemických a biochemických veličin
12. Optické vláknové senzory
13. Pyroelektrický jev, fotovoltaický jev - senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné)
14. Inteligentní (SMART) senzory
Osnovy cvičení
1. Tenzometry
2. Tlakové senzory
3. Kapacitní senzory přiblížení
4. Teplotní senzor - s pn přechodem, integrovaný odporový,
5. Termoelektrické senzory, termostat s Peltierovým článkem
6. Bezkontaktní (optické) měření teploty
7. Elektronický senzor průtoku - anemometr
8. Senzory detekce kovů - metoda absorbční, záznějová, změna vazby, atd.
9. Senzor magnetického pole - Hallův senzor, magnetorezistor
10. Senzor optického záření
11. Senzory plynů
12. Využití senzorů pro měření vlastností kapalin
13. Měření pH, senzor ISFET
14. Zpracování signálů ze senzorů pomocí počítačového rozhraní
2. Tlakové senzory
3. Kapacitní senzory přiblížení
4. Teplotní senzor - s pn přechodem, integrovaný odporový,
5. Termoelektrické senzory, termostat s Peltierovým článkem
6. Bezkontaktní (optické) měření teploty
7. Elektronický senzor průtoku - anemometr
8. Senzory detekce kovů - metoda absorbční, záznějová, změna vazby, atd.
9. Senzor magnetického pole - Hallův senzor, magnetorezistor
10. Senzor optického záření
11. Senzory plynů
12. Využití senzorů pro měření vlastností kapalin
13. Měření pH, senzor ISFET
14. Zpracování signálů ze senzorů pomocí počítačového rozhraní
Literatura
Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005
Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005
Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005
Požadavky
https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs
Senzory v elektronice a informatice - A2B34SEI
| Kredity | 6 |
| Semestry | letní |
| Zakončení | Zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | čeština |
| Rozsah výuky | 2P+2L |
Anotace
Předmět popisuje základní fyzikální, elektronické a optoelektronické jevy a principy používané u senzorů a mikrosenzorů, statické a dynamické parametry, metody zlepšování parametrů, zpracování senzorových signálů, inteligentní senzory, aplikace uvedených principů v senzorech teplotní, tlakové, optoelektronické, optické vláknové, senzory záření, chemické, mechanických veličin, hladinové, průtokoměry, ultrazvukové apod.. Jsou uvedeny principy činnost vybraných elektronických aktuátorů. Předmět seznamuje se základními principy činnosti a aplikací MEMS a mikrosystémů. Uvedené principy jsou ukázány na příkladech aplikací s konkrétními senzory a jejich katalogovými údaji. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD2B34SEI \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A2B34SEI
Cíle studia
None
Osnovy přednášek
1. Proč senzory - seznámení se senzory a jejich aplikacemi
2. Parametry senzorů
3. Kapacita - Kapacitní senzory, tlakové kapacitní senzory
4. Induktanční, indukčnostní, magnetický princip, magnetostrikční jev - senzory s magnetickými obvody (indukčnostmi)
5. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové
6. Piezoelektrický jev - senzory s principem piezoelektrickým, tlakové senzory piezoelektrické
7. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory magnetických veličin
8. Teplotní závislosti pn přechodu, odporu polovodiče a kovu, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře - teplotní senzory
9. Akcelerometry, gyroskopy
10. Senzory průtoku, hladiny
11. Senzory chemických a biochemických veličin
12. Optické vláknové senzory
13. Pyroelektrický jev, fotovoltaický jev - senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné)
14. Inteligentní (SMART) senzory
2. Parametry senzorů
3. Kapacita - Kapacitní senzory, tlakové kapacitní senzory
4. Induktanční, indukčnostní, magnetický princip, magnetostrikční jev - senzory s magnetickými obvody (indukčnostmi)
5. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové
6. Piezoelektrický jev - senzory s principem piezoelektrickým, tlakové senzory piezoelektrické
7. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory magnetických veličin
8. Teplotní závislosti pn přechodu, odporu polovodiče a kovu, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře - teplotní senzory
9. Akcelerometry, gyroskopy
10. Senzory průtoku, hladiny
11. Senzory chemických a biochemických veličin
12. Optické vláknové senzory
13. Pyroelektrický jev, fotovoltaický jev - senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné)
14. Inteligentní (SMART) senzory
Osnovy cvičení
1. Tenzometry
2. Tlakové senzory
3. Kapacitní senzory přiblížení
4. Teplotní senzor - s pn přechodem, integrovaný odporový,
5. Termoelektrické senzory, termostat s Peltierovým článkem
6. Bezkontaktní (optické) měření teploty
7. Elektronický senzor průtoku - anemometr
8. Senzory detekce kovů - metoda absorbční, záznějová, změna vazby, atd.
9. Senzor magnetického pole - Hallův senzor, magnetorezistor
10. Senzor optického záření
11. Senzory plynů
12. Využití senzorů pro měření vlastností kapalin
13. Měření pH, senzor ISFET
14. Zpracování signálů ze senzorů pomocí počítačového rozhraní
2. Tlakové senzory
3. Kapacitní senzory přiblížení
4. Teplotní senzor - s pn přechodem, integrovaný odporový,
5. Termoelektrické senzory, termostat s Peltierovým článkem
6. Bezkontaktní (optické) měření teploty
7. Elektronický senzor průtoku - anemometr
8. Senzory detekce kovů - metoda absorbční, záznějová, změna vazby, atd.
9. Senzor magnetického pole - Hallův senzor, magnetorezistor
10. Senzor optického záření
11. Senzory plynů
12. Využití senzorů pro měření vlastností kapalin
13. Měření pH, senzor ISFET
14. Zpracování signálů ze senzorů pomocí počítačového rozhraní
Literatura
Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005
Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005
Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005
Požadavky
https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs
Senzory v elektronice a elektrotechnice - BD5B34SEE
| Kredity | 4 |
| Semestry | zimní |
| Zakončení | Zápočet a zkouška |
| Jazyk výuky | neurčen |
| Rozsah výuky | 14KP+6KL |
Anotace
Předmět popisuje základní fyzikální jevy a principy používané u senzorů, mikrosenzorů a mikroaktuátorů, seznamuje s energetickými doménami okolního prostředí, statickými a dynamickými parametry, metodami zlepšování parametrů, zpracováním senzorových signálů, principy návrhu a činnosti inteligentních senzorů, základními principy činnosti a aplikacemi MEMS a mikrosystémů, principy využití senzorů v senzorových sítích, seznamuje se základními technologiemi jejich realizace, základy senzorů optoelektronických a fotonických. Teoretické základy jsou doprovázené aplikacemi využití základních principů v senzorech teploty, tlaku, mechanického namáhání a dalších mechanických veličin, průtoku, hladiny, magnetických veličin, záření, chemické analýzy, bezpečnostních systémech, senzory pro Internet of thinks, uplatnění senzorů v nositelné (wearable) elektronice.
Cíle studia
None
Osnovy přednášek
1. Proč senzory - energetické domény, senzor, mikrosenzor, mikroaktuátor, mikrosystém, integrace, miniaturizace.
2. Parametry senzorů a mikrosenzorů, metody zlepšování parametrů
3. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové
4. Kapacita - Kapacitní mikrosenzory, tlakové mikrosenzory, akcelerometry, gyroskopy.
5. Piezoelektrický jev - senzory a aktuátory, tlakové senzory
6. Induktanční, indukčnostní, magnetický princip - senzory s magnetickými obvody (indukčnostmi)
7. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory a mikrosenzory magnetických veličin
8. Senzory teploty - pn přechod, odporové polovodičové a kovové, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře, mikrosenzory pro kryogenní teploty, integrace.
9. Akcelerometr, gyroskop
10. Senzory a mikrosenzory průtoku, hladiny
11. Senzory a mikrosenzory chemických a biochemických veličin
12. Senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné), optické vláknové senzory
13. Inteligentní mikrosenzory, návrh, principy, sdílení informací, komunikace, sběrnice, vazby na cloud computing,
14. Senzory využívané pro Internet of thinks, nositelnou elektroniku, senzorové sítě, koncepce smart dust
2. Parametry senzorů a mikrosenzorů, metody zlepšování parametrů
3. Piezoodporový jev - tenzometry, tlakové senzory piezoodporové
4. Kapacita - Kapacitní mikrosenzory, tlakové mikrosenzory, akcelerometry, gyroskopy.
5. Piezoelektrický jev - senzory a aktuátory, tlakové senzory
6. Induktanční, indukčnostní, magnetický princip - senzory s magnetickými obvody (indukčnostmi)
7. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory a mikrosenzory magnetických veličin
8. Senzory teploty - pn přechod, odporové polovodičové a kovové, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře, mikrosenzory pro kryogenní teploty, integrace.
9. Akcelerometr, gyroskop
10. Senzory a mikrosenzory průtoku, hladiny
11. Senzory a mikrosenzory chemických a biochemických veličin
12. Senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné), optické vláknové senzory
13. Inteligentní mikrosenzory, návrh, principy, sdílení informací, komunikace, sběrnice, vazby na cloud computing,
14. Senzory využívané pro Internet of thinks, nositelnou elektroniku, senzorové sítě, koncepce smart dust
Osnovy cvičení
1. Návrh senzorového systému, výběr senzorů
2. Měření parametrů vybraných typů senzorů
3. Přesný teploměr s integrovaným klopným obvodem
4. Realizace teploměru s pn teplotním senzorem
5. Realizace termostatu s integrovaným teplotním senzorem
6. Měření vlastností realizovaných konstrukcí
7. Realizace infračervené závory
8. Senzorový systém s infrapasivním senzorem
9. Realizace indikátoru hořlavých plynů
10. Realizace anemometru s termistorem
11. Kapacitní senzor
12. Mikroprůtokoměr s neinvazivním měřením
13. Senzorový systém pro měření rychlosti a směru proudění vzduchu
14. Bezkontaktní přenos dat se senzorů
2. Měření parametrů vybraných typů senzorů
3. Přesný teploměr s integrovaným klopným obvodem
4. Realizace teploměru s pn teplotním senzorem
5. Realizace termostatu s integrovaným teplotním senzorem
6. Měření vlastností realizovaných konstrukcí
7. Realizace infračervené závory
8. Senzorový systém s infrapasivním senzorem
9. Realizace indikátoru hořlavých plynů
10. Realizace anemometru s termistorem
11. Kapacitní senzor
12. Mikroprůtokoměr s neinvazivním měřením
13. Senzorový systém pro měření rychlosti a směru proudění vzduchu
14. Bezkontaktní přenos dat se senzorů
Literatura
1 Husák,M.: Mikrosenzory a mikroaktuátory. Academia 2008
2 Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
3 Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005
4 Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005
2 Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
3 Ďaďo,S., Bejček,L., Platil,A.: Měření průtoku a výšky hladiny. Ben, 2005
4 Kreidl,M.: Měření teploty. Ben, 2005
Požadavky
http://moodle.fel.cvut.cz/