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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Szenzorok működése és technológiái

    A tantárgy angol neve: Sensors: Principles and Technologies

    Adatlap utolsó módosítása: 2019. január 8.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar
    Villamosmérnöki Szak MSc képzés
    Alkalmazott Szenzorika mellékspecializáció
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIETMA02 1 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Harsányi Gábor, Elektronikai Technológia Tanszék
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Harsányi Gábor

    egyetemi tanár

    Elektronikai Technológia Tsz.

    Dr. Sántha Hunor

    egyetemi docens

    Elektronikai Technológia Tsz.

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít Elektronikai Technológia és Anyagtudomány, Fizika, Mikroelektronika és Technológia
    6. Előtanulmányi rend
    Ajánlott:
    Nem különbözik a szakirányba kerülés feltételeitől.
    7. A tantárgy célkitűzése A tantárgy célja megismertetni a hallgatókkal a villamos és optikai jeleket szolgáltató érzékelők, valamint a villamos jelekkel működtetett beavatkozók, kijelzők és megjelenítők főbb típusait, működésük alapelveit és alkalmazási lehetőségeit.
    8. A tantárgy részletes tematikája
    1. hét:
    Érzékelőkkel kapcsolatos alapfogalmak: az érzékelők fogalma, felosztása, jellemzői, intelligens és integrált érzékelők, újszerű követelmények.

    2. hét:
    Előállítási technológiák 1: Speciális anyagtípusok és technológiák (a szilícium anizotróp maratása, a felületi mikromegmunkálás).

    3. hét:
    Előállítási technológiák 2: szervetlen és polimer rétegek leválasztása.

    4. hét:
    Eszközstruktúrák az érzékelőkben 1: Impedancia szerkezetek, félvezető eszközök.

    5. hét:
    Eszközstruktúrák az érzékelőkben 2: kalorimetrikus, rezonátor és száloptikai típusok.

    6. hét:
    Alapeffektusok 1: A hőmérséklet hatásai: termorezisztív és termoelektromos, piroelektromos effektus. Hőmérsékletérzékelők: termisztorok, ellenálláshőmérők, Si alapú hőmérséklet-érzékelők, termoelemek.

    7. hét:
    Alapeffektusok 2: A 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. Sugárzások hatásai: termikus és kvantum effektusok.

    8. hét:
    Alapeffektusok 3: Sugárzásérzékelők: termikus típusok és foton-detektorok. A mágneses tér hatásai: töltéseltérítés Hall-effektus, magnetorezisztív effektus, hatás a szupravezetésre.

    9. hét:
    Alapeffektusok 4: 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.

    10. hét: 
    Érzékelők speciális alkalmazásokban 1: Érzékelők a gépjármű elektronikában, érzékelők orvosbiológiai alkalmazásai, a bioérzékelők működésének alapjai. Polimer rétegek alkalmazása az érzékelőkben.

    11. hét:
    Érzékelők speciális alkalmazásokban 2: Érzékelők alkalmazása az ipari folyamatszabályozásban, biztonság-technikában.

    12. hét:
    Beavatkozók 1: A beavatkozók (aktuátorok) felosztása, működésePiezoelektromos beavatkozók, mozgatók. Szervomotorok, léptetőmotorok. Magnetosztrikciós aktuátorok.

    13. hét:
    Beavatkozók 2: A mikromechanika alapjai elektrosztatikus mikromotorok, szilícium alapú mikroaktuátorok, szelepek, optikai eltérítők, összetett beavatkozó rendszerek. Mikro-elektromachanikai rendszerek (MEMS).

    14. hét:
    Fotometriai alapfogalmak, az emberi látás

    Gyakorlatok tematikája:

    Gyakorlat I – Ipari szenzorok: robotikai alkalmazások, folyamatszabályozás, membránkapcsolók.

    Gyakorlat II – Autóelektronikai szenzorok: nyomásmérés, átfolyás mérés, gyorsulás mérők, lambda szonda
    működése, ütést detektáló szenzorok.

    Gyakorlat III – Környezeti alkalmazások: mérgező gázok detektálása szenzorokkal, víz fogyasztás mérése.

    Gyakorlat IV – Orvosi alkalmazások: vérnyomásmérés, tonométer, radiológia, vércukorszint mérés, pulzoximetria.

    Gyakorlat V – Szenzorok az épületgépészetben: levegő minőség mérése, szobavilágítás mérése szenzorok segítségével, hőmérsékletszabályozás, füst és tűz érzékelés.

    Gyakorlat VI – Biztonságtechnikai szenzorok: gázszenzorok, mozgásérzékelők működése.

    Gyakorlat VII – A beavatkozók (aktuátorok) felhasználása: piezoelektromos beavatkozók, mozgatók, szervomotorok és léptetőmotorok.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás és tantermi gyakorlat.
    10. Követelmények
    A szorgalmi időszakban: egy sikeres nagyzárthelyi megírása a 9. héten.

    A vizsgaidőszakban: a tantárgy írásbeli vizsgával zárul.
    11. Pótlási lehetőségek A ZH pótlását egy alkalommal biztosítjuk a szorgalmi időszakban. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs.
    12. Konzultációs lehetőségek Igény szerint, az előadókkal egyeztetett időpontban folyamatosan.
    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom
    A tantárgyhoz írott jegyzetek:
    SensEdu internetes előadásanyag: http://www.ett.bme.hu/sensedu/ 
    Hahn E., Harsányi G., Lepsényi I. és Mizsei J. (szerk: Harsányi, G.): Érzékelők és beavatkozók, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, 1999. (55048)
    Bojta P., Harsányi G. és Králik D. (szerk: Harsányi G.): Kijelzők és képmegjelenítők, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, 1999. (55049)
    Harsányi G., Bojta P., Gordon P., Lepsényi I., Ballun G.: SensEdu – an Internet-Based Short Course in Sensorics, http://www.ett.bme.hu/

    További szakirodalom:
    Harsányi G.: Érzékelők az orvosbiológiában, BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar, Orvosbiológiai Mérnökképzés, OBMK, 1998.
    Harsányi, G.: Polymer Films in Sensor Applications, Technomic Publishing Co., Lancaster (USA), Basel, 1995.
    Harsányi, G.: Sensors in Biomedical Applications, Technomic Publishing Co., Lancaster (USA) Basel, (Switzerland), 2000.
    S. Middelhoek: Silicon sensors, Academic Press, 1989.
    W. Göpel: Sensors, VCH,1993.
    M. Prudenziati: Thick Film Sensors, Elsevier, 1994.
    Szentiday K., Dávid L., Kovács A., Bársony I.: Mikroelektronikai Érzékelők, MK, 1993. Bp.
    Kis-Halas Endre; Mészáros Sándor; Szentiday Klára: Optoelektronikai kijelzők és megjelenítők, Műszaki Könyvkiadó, 1984. Bp.
    Králik Dénes: Elektronikus készülékek csatlakozó, kapcsoló és kijelző elemei, Mérnök Továbbképző Intézet, Jegyzet, 1983. Bp.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

     

    Kontaktóra42
    Készülés előadásokra12
    Készülés gyakorlatokra10
    Készülés laborra0
    Felkészülés zárthelyire16
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés40

    Összesen

    120

    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Harsányi Gábor

    egyetemi tanár

    Elektronikai Technológia Tsz.

    Dr. Sántha Hunor

    egyetemi docens

    Elektronikai Technológia Tsz.