CTU FEE Moodle

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.

None

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

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

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

https://moodle.kme.fel.cvut.cz/moodle/login/index.php?lang=cs

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.

None

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

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

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

http://moodle.fel.cvut.cz/