Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással
    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Alkalmazott szenzortechnológiák

    A tantárgy angol neve: Applied Sensor Technologies

    Adatlap utolsó módosítása: 2026. február 13.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar     		Villamosmérnöki Doktori Iskola
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIETD225   2/1/0/v 5  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Géczy Attila,
    A tantárgy tanszéki weboldala www.ett.bme.hu
    4. A tantárgy előadója Dr. Géczy Attila, habil. egyetemi docens, ETT
    Dr. Harsányi Gábor, egyetemi tanár, ETT
    Dr. Farkas Csaba, adjunktus, ETT

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Mikroelektronika, Elektronikai Technológia
    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja megismertetni a hallgatókkal a villamos és optikai jeleket szolgáltató érzékelők és beavatkozók főbb típusait, működésük alapelveit, a technológiáikat és alkalmazási lehetőségeit.
    A technológiai alapokon felül a tárgy valós példákon keresztül, széles spektrumban mutatja be a szenzorok hasznosulását és alkalmazási lehetőségeit.
    8. A tantárgy részletes tematikája A hallgató a tárgy folyamán megismerkedik a szenzorokkal kapcsolatos alapfogalmak rendszerével. Az előállítási technológiák mellett az eszközstruktúrák is bemutatásra kerülnek. A technológiai megoldások példáján keresztül bemutatásra kerülnek az alapeffektusok a hőmérséklet, mechanika, sugárzás és kémiai eseteken keresztül. A beavatkozók áttekintésével egészül ki a technológiai megoldások elemzése. A hallgatók a tárgyat a rendszertechnikai alapok megismerésével folytatják. Ezek után bemutatásra kerülnek az orvosi, autóipari, gyártósori és kommerciális alkalmazási lehetőségek. A tárgy esettanulmányok és konkrét megoldások bemutatásával is szemlélteti az alkalmazás módszertanát, valamint a szenzorokban rejlő rendszerszintű lehetőségeket.

    Előadások:
    1.    Érzékelőkkel kapcsolatos alapfogalmak: az érzékelők fogalma, felosztása, jellemzői, intelligens és integrált érzékelők, újszerű követelmények.
    2.    Előállítási technológiák. Speciális anyagtípusok és technológiák (a szilícium anizotróp maratása, a felületi mikromegmunkálás). Szervetlen és polimer rétegek leválasztása.
    3.    Eszközstruktúrák az érzékelőkben: Impedancia szerkezetek, félvezető eszközök, kalorimetrikus, rezonátor és száloptikai típusok.
    4.    Alapeffektusok: A hőmérséklet hatásai: termorezisztív és termoelektromos, piroelektromos effektus. Mechanikai feszültség és deformáció hatásai: piezoelektromos, piezorezisztív effektus, kapacitásváltozás, elektretek alkalmazása. Hagyományos mechanikai érzékelő típusok: elmozdulás, deformáció, erő-, nyomás- és gyorsulásérzékelők. Szilícium alapú erő-, nyomás- és gyorsulásérzékelők, a hőfokkompenzálás kérdései.
    5.    Sugárzásérzékelők: termikus típusok és foton-detektorok. A mágneses tér hatásai: töltéseltérítés Hall-effektus, magnetorezisztív effektus.
    6.    A kémiai jelátalakítás molekuláris kölcsönhatásai: adszorpció, abszorpció, ionkicserélődés, a kémiai optikai jelátalakítás lehetőségei, biokatalitikus folyamatok. Félvezető oxid alapú vékony- és vastagréteg gázérzékelők, a működés alapjai, jellemzők. Szilícium alapú kémiai érzékelő eszközök: gázérzékelő és ion-érzékelő FET-ek. A szelektív kémiai érzékelés problematikája, lehetséges megoldásai.
    7.    A beavatkozók (aktuátorok) felosztása, működése. Piezoelektromos beavatkozók, mozgatók. Szervomotorok, léptetőmotorok. Magnetosztrikciós aktuátorok.
    8.    A mikromechanika alapjai elektrosztatikus mikromotorok, szilícium alapú mikroaktuátorok, szelepek, optikai eltérítők, összetett beavatkozó rendszerek. Mikro-elektromachanikai rendszerek (MEMS).
    9.    Rendszertechnikai alapok. Analóg szenzorok illesztése. Digitális szenzorok illesztése és kódolási módszerek. Speciális jelátviteli módszerek (fény, rádiófrekvencia). Távadók - analóg/digitális.
    10.    Rendszertechnikai alapok, szenzorok vezetékes és vezeték nélküli kommunikációja.
    11.    Környezetvédelem és biztonság autóelektronikai érzékelőkkel megvalósítva; ABS, ASR, ESP; Gépjárművek káros anyag kibocsátásának szabályozása, előírások, lambda szondás szabályozási kör; Részecskeszűrők. Esettanulmány.
    12.    Termikus érzékelők és alkalmazásaik; Kontakt és kontaktmentes hőmérők; Különböző gyártók termékeinek bemutatása. Ismerkedés a mérőeszközökkel.; Hőmérő elemek az elektronikai gyártástechnológiában;
    13.    Nyomásmérők és alkalmazásaik, aktuátorok és nyomásmérők fúziója;

    Gyakorlatok:
    1.    Érzékelők orvosbiológiai alkalmazási példái.
    2.    Szenzorok és aktuátorok az autóelektronikában - történeti áttekintés; Trendek és jövőkép: az intelligens autó. Autóelektronikai típuspéldák, és alkalmazásaik. A példák elhelyezkedése egy autó rendszerében (pl. gyorsulásérzékelők, kopogásérzékelők, szögsebesség-érzékelők, OBD fedélzeti diagnosztika, a motor érzékelői és aktuátorai, gyújtás és légmennyiség érzékelés).
    3.    eCall a gépjárművekben - vonatkozó szenzortechnika és alkalmazástechnika. Esettanulmányok, újszerű megoldások az automotive érzékelés területén.
    4.    Szenzorok a háztartásban és a szórakoztatóiparban. Szenzorfúzió. Okostelefon szenzorrendszere. A szenzorok és a videojáték kapcsolódási pontja.
    5.    Ipari szenzorok esettanulmányai – munkavédelmi megoldások.
    6.    Ipari szenzorok esettanulmányai – kutatási eredményeink modern gyártási környezetből.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Két órás előadások és két órás tantermi gyakorlatok.
    10. Követelmények A szorgalmi időszakban: Az aláírás megszerzésének feltétele a tantermi gyakorlatokon való legalább 70%-os részvéte, és egy darab összegző értékelés legalább elégséges szintű teljesítése.
    A vizsgaidőszakban: A tantárgy írásbeli vizsgával zárul.
    11. Pótlási lehetőségek - A TVSZ szerint, az összegző értékelés pótlására, javítására egyszeri lehetőség biztosított. Pót-pótzárthelyi csak a korábbi zárthelyik teljesítésének alacsony sikeressége (kevesebb, mint kétharmad) esetén biztosított.
    12. Konzultációs lehetőségek A félév során igény szerint.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom Harsányi G., Bojta P., Gordon P., Lepsényi I., Ballun G.: SensEdu – an Internet-Based Short Course in Sensorics, http://www.ett.bme.hu/
    Hahn E., Harsányi G., Lepsényi I. és Mizsei J. (szerk: Harsányi, G.): Érzékelők és beavatkozók, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, 1999.
    Lambert M., Szenzorok - elmélet és gyakorlat, IM Kiadó és Mérnöki Iroda Kft., 2009.

    további irodalom:

    Webster John G., Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook, Taylor & Francis, 2014.
    Bosch, Automotive Handbook, 11th Edition, John Wiley & Sons, 2022
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés órákra14+14
    Felkészülés zárthelyire20
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
    Vizsgafelkészülés150
    Összesen 
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta


    Dr. Géczy Attila, habil. egyetemi docens, BME-ETT

    Dr. Harsányi Gábor, egyetemi tanár, BME-ETT