Sesors in Electronics

Login to access the course.
This is a grouped course. It consists of several seperate subjects that share learning materials, assignments, tests etc. Below you can see information about the individual subjects that make up this subject.
Sensors in Electronics and Informatics A2B34SEI
Credits 6
Semesters Summer
Completion Assessment + Examination
Language of teaching Czech
Extent of teaching 2P+2L
Annotation
The subject describes basic physical, electronic as well as optoelectronic behaviours using in sensors and microsensors, static and dynamic parameters, improvement of parameters, sensor data processing, intelligent sensors, applications of basic principles in sensors (temperature, pressure, optoelectronic and fibre optic, radiation, chemical, mechanical, level, flow, ultrasound, etc.). There are showed principles and applications of MEMS and microsystems in the subject. Principles are demonstrated on actual sensor datasheets and applications.
Course outlines
1. Why sensors - familiarity with sensors and their applications
2. Sensor Parameters
3. Piezo-resistive effect - strain gauges, Piezo-resistive pressure sensors
4. Capacity - Capacitive sensors, capacitive pressure sensors
5. Piezoelectric effect - the principle of piezoelectric sensors, piezoelectric pressure sensors
6. Hall effect, magnetoresistive effect - sensors magnetic variables
7. Temperature dependence of the PN junction, the resistance of metal and semiconductors, thermoelectric effect, the temperature dependence of the MOS structure - temperature sensors
8. Pyroelectric effect, photovoltaic effect - sensors (UV, IR, visible, and nuclear)
9. Induktanční, inductive, magnetic principles, magnetostrictive effect - the magnetic sensor circuit (inductance)
10.Flow sensors, level
11.The sensors of chemical and biochemical variables
12.Accelerometers, gyroscopes
13.Optical fiber sensors
14.Inteligentní sensors, communications, sensors, used buses, links to multimedia, electric microactuators
Exercises outlines
1. Strain gauges
2. Pressure sensors
3. Capacity proximity sensors
4. Temperature sensor - pn junction, integrated resistive
5. Thermoelectric sensors, thermostat with Peltier
6. Non-contact (optical) temperature measurement
7. Electronic flow sensor - anemometer
8. Sensors for metal detection
9. magnetic field sensors - Hall, magnetoresistive
10. Optical radiation sensor
11. Gas sensors
12. Use of sensor for measurement of fluid quality
13. pH measurement, ISFET sensor
14. Sensor data processing using PC interface
Literature
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Göppel,W., Hesse,J., Zemel,J.N.: Sensors - Fundamentals and General Aspects, VCH 1989
Requirements
https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs
Sesors in Electronics (Main course) B2B34SEE
Credits 4
Semesters Summer
Completion Assessment + Examination
Language of teaching Czech
Extent of teaching 2P+2L
Annotation
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.
Course outlines
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. Hallův jev, magnetorezistivní jev - senzory a mikrosenzory magnetických veličin
7. Senzory teploty - pn přechod, odporové polovodičové a kovové, termoelektrický jev, teplotní závislost v MOS struktuře, mikrosenzory pro kryogenní teploty, integrace.
8. Senzory a mikrosenzory průtoku, hladiny
9. Senzory a mikrosenzory chemických a biochemických veličin
10. Pyroelektrický jev, fotovoltaický jev - senzory záření (UV, IR, viditelné a jaderné)
11. Optické vláknové senzory
12. Nanosenzory
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, využívané principy, integrace
Exercises outlines
1. Úvodní cvičení - bezpečnost, organizace cvičení
2. Měření úlohy č. 1: Měření spekter
3. Měření úlohy č. 2: Senzory magnetického pole
4. Měření úlohy č. 3: Piezorezistivní (piezoodporové) senzory síly
5. Měření úlohy č. 4: Detektory kovů
6. Měření úlohy č. 5: MEMS akcelerometry
7. Měření úlohy č. 6: Optický senzor, optická závora, optický kodér ¨
8. Měření úlohy č. 7: Senzory teploty
9. Měření úlohy č. 8: Indukční senzory
10. Měření úlohy č. 9: Peltiérův článek a termočlánek
11. Měření úlohy č. 10: Kapacitní senzory vzdálenosti
12. Náhradní měření, zápočtový test
13. Opravný test, doměřování úloh
14. Opravy, zápočet

Literature
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Sensors in Electronics and Informatics AD2B34SEI
Credits 6
Semesters Summer
Completion Assessment + Examination
Language of teaching Czech
Extent of teaching 14KP+6KL
Annotation
The subject describes basic physical, electronic as well as optoelectronic behaviours using in sensors and microsensors, static and dynamic parameters, improvement of parameters, sensor data processing, intelligent sensors, applications of basic principles in sensors (temperature, pressure, optoelectronic and fibre optic, radiation, chemical, mechanical, level, flow, ultrasound, etc.). There are showed principles and applications of MEMS and microsystems in the subject. Principles are demonstrated on actual sensor datasheets and applications.
Course outlines
1. Why sensors - familiarity with sensors and their applications
2. Sensor Parameters
3. Piezo-resistive effect - strain gauges, Piezo-resistive pressure sensors
4. Capacity - Capacitive sensors, capacitive pressure sensors
5. Piezoelectric effect - the principle of piezoelectric sensors, piezoelectric pressure sensors
6. Hall effect, magnetoresistive effect - sensors magnetic variables
7. Temperature dependence of the PN junction, the resistance of metal and semiconductors, thermoelectric effect, the temperature dependence of the MOS structure - temperature sensors
8. Pyroelectric effect, photovoltaic effect - sensors (UV, IR, visible, and nuclear)
9. Induktanční, inductive, magnetic principles, magnetostrictive effect - the magnetic sensor circuit (inductance)
10.Flow sensors, level
11.The sensors of chemical and biochemical variables
12.Accelerometers, gyroscopes
13.Optical fiber sensors
14.Inteligentní sensors, communications, sensors, used buses, links to multimedia, electric microactuators
Exercises outlines
1. Strain gauges
2. Pressure sensors
3. Capacity proximity sensors
4. Temperature sensor - pn junction, integrated resistive
5. Thermoelectric sensors, thermostat with Peltier
6. Non-contact (optical) temperature measurement
7. Electronic flow sensor - anemometer
8. Sensors for metal detection
9. magnetic field sensors - Hall, magnetoresistive
10. Optical radiation sensor
11. Gas sensors
12. Use of sensor for measurement of fluid quality
13. pH measurement, ISFET sensor
14. Sensor data processing using PC interface
Literature
Fraden,J.: Handbook of modern sensors. American institut of physics, Woodbury 1997
Göppel,W., Hesse,J., Zemel,J.N.: Sensors - Fundamentals and General Aspects, VCH 1989
Requirements
https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs