Утвърдил: …………………..
Декан
Дата .............................
СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ “СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ”
Факултет: Физически
Специалност: (код и наименование)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.Физика
Магистърска програма: (код и наименование)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Микроелектроника и Информационни технологии
УЧЕБНА ПРОГРАМА
|
|
|
|
|
Дисциплина:
Сензорни интегрални схеми
(код и наименование)
Преподавател: доц. д-р Нина Джерманова
Асистент:
|
Учебна заетост |
Форма |
Хорариум |
|
Аудиторна заетост |
Лекции |
30 |
|
Семинарни упражнения |
|
|
|
Практически упражнения (хоспетиране) |
30 15 |
|
|
Обща аудиторна заетост |
45 |
|
|
Извънаудиторна заетост |
Самостоятелна подготовка за контролна работа |
45 30 |
|
Самостоятелна подготовка за презентация и изпит |
30 |
|
|
Обща извънаудиторна заетост |
60 |
|
|
ОБЩА ЗАЕТОСТ |
135 105 |
|
|
Кредити аудиторна заетост |
2 1.5 |
|
|
Кредити извънаудиторна заетост |
2.5 2 |
|
|
ОБЩО ЕКСТ |
4.5 3.5 |
|
№ |
Формиране на оценката по дисциплината |
% от оценката |
|
1. |
Контролна работа |
20 |
|
2. |
Презентация на самостоятелна работа |
20 |
|
3. |
Изпит |
60 |
|
Анотация на учебната дисциплина: |
||
Курсът представя съвременни сензори и интегрални схеми за подготовка на сигнала при измерване на температура, налягане, сили на опън и деформация, магнитно поле, влага и газова концентрация, позиция и движение, скорост и ускорение, преобразуватели на изображение. Разглеждат се нови структурни решения на МЕМS и NanoWire сензори
Предварителни изисквания: |
|
- Електричество и магнетизъм - Основи на електрониката |
|
Очаквани резултати: |
|
Студентите, завършили успешно курса могат да: - Използват съвременни сензори и интегрални схеми - Пресмятат електрически.вериги - Използват компютър за симулация на схеми. |
Учебно съдържание
|
№ |
Тема, вид на занятието: |
Брой часове |
|
1. |
Температурни сензори - диодни и РТАТ; прецизни източници на опорен ток и напрежение |
2 |
|
2. |
Температурни сензори – термистори и метални резистори (RTD) – схеми на свързване |
2 |
|
3. |
Hall – сензори – структура, материали, диференциален усилвател; ИС с аналогов и със цифров изход; оборотомери, позиционни сензори |
2 |
|
4. |
Магнитострикционни сензори – Joule- и Villari effect; управление на RF осцилатори; генериране на ултразвукови вълни в сканиращи сонари, хирургични инструменти; позициониращи сензори – RS422 интерфейс; Безразрушаващ контрол - NDE (Non Destructive Evaluation)
|
2 |
|
5. |
микрофони – видове, поляризация, фантомно захранване, предусилватели; МЕМS микрофони |
2 |
|
6. |
Капацитивни сензори на позиция, налягане (манометрични), диференциални, Twin-T, Sensagap; променливотоков мост; МЕМS -Capacitive micromachined ultrasonic transducer (cMUT) матрици
|
2 |
|
7. |
Акселерометри; осцилатори, синхронна демодулация; многоосови акселерометри; динамичен обхват; цифрова филтрация |
2 |
|
8. |
Жироскопни сензори – ускорение и сила на Coriolis; resonator gyro, дуални сензори, диференциално измерване; спомагателен DAC
|
2 |
|
9. |
Пиезоелектрически сензори на налягане и ускорение, материали – пиезо- филми, сензори, схеми на свързване, схеми за кондициониране на сигналите MAX1450, MAX1478, MAX1457. MEMS структури, JFET предусилватели; Polymer Sensor-On-Silicon (PSOS), |
2 |
|
10. |
Пиезоелектрически сензори –приложение в ултразвукови медицински трансдюсери; пиезополимерни слоеве, диференциални усилватели на заряд; пиезоелектрически микрофони, аудио предусилватели |
2 |
|
11. |
LVDT и RVDT сензори на позиция и движение – линейно и ротационно; оптични кодери, синхроси и резолвери; индуктосини; мостови и полумостови конфигурации; прецизно измерване на абсолютна стойност – FULL-WAVE изправител; синхронна детекция |
2 |
|
12. |
Тензорезистивни (strain-gauge) сензори, металослойни материали, мемs strain – сензори, sic високотемпературни сензори |
2 |
|
13. |
оптични – ФОТОДИОДНИ, ФОТОТРАНЗИСТОРНИ, ФОТОТИРИСТОРИ/СИМИСТОРИ |
2 |
|
14. |
CCd и cmos преобразуватели на изображение (imagers); СТРУКТУРИ, АНАЛОГОВИ И ЦИФРОВИ РЕГИСТРИ, чЕТЯщИ УСИЛВАТЕЛИ; УПРАВЛЕНИЕ С рс |
2 |
|
15. |
газови сензори – кондуктометрични, mosfet, nanowire - матрица |
2 |
Практически упражнения)
|
№ |
Тема, вид на занятието: |
Брой часове |
|
1. |
Диодни сензори на температура, РТАТ сензори – източници на ток и напрежение |
1 |
|
2. |
Полупроводникови термистори – NTC и РТС; схеми на свързване, линеаризация |
2 |
|
3. |
Сензор на относителна влажност RH; свързване в схема на таймерa 555 |
1 |
|
4. |
Магниторезистивни сензори; диференциални усилватели |
1 |
|
5. |
Hall сензори с аналогов и със цифров изход |
2 |
|
6. |
Пиезорезистивни сензори на налягане – мостови схеми на измерване; измервателен усилвател |
2 |
|
7. |
Оптични сензори– фотодиоди, измервателни преобразуватели фототок-напрежение; фоторезистивни детектори на светлина/тъмнина; |
2 |
|
8. |
CCD преобразуватели на изображение – връзка с РС, управляем усилвател и микроконтролерна схема с ATmega8M |
1 |
|
9. |
Газови кондуктометрични сензори FigaroTGS 8xx – измервателен преобразувател за 4-20mA токов кръг; прост алкохолен promile-тестер с барграф LED-индикация |
2 |
|
10. |
Соларни клетки – товарна характеристика, паралелно и последователно свързване; ключов boost регулатор за портативно захранване |
1 |
Конспект за изпит
|
1. |
Температурни сензори - диодни и РТАТ; прецизни източници на опорен ток и напрежение |
|
2. |
Температурни сензори – термистори и метални резистори (RTD) – схеми на свързване |
|
3. |
Hall – сензори – структура, материали, диференциален усилвател; ИС с аналогов и със цифров изход; оборотомери, позиционни сензори |
|
4. |
Магнитострикционни сензори – Joule- и Villari effect; управление на RF осцилатори; генериране на ултразвукови вълни в сканиращи сонари, хирургични инструменти; позициониращи сензори – RS422 интерфейс; Безразрушаващ контрол - NDE (Non Destructive Evaluation)
|
|
5. |
микрофони – видове, поляризация, фантомно захранване, предусилватели; МЕМS микрофони |
|
6. |
Капацитивни сензори на позиция, налягане (манометрични), диференциални, Twin-T, Sensagap; променливотоков мост; МЕМS -Capacitive micromachined ultrasonic transducer (cMUT) матрици
|
|
7. |
Акселерометри; осцилатори, синхронна демодулация; многоосови акселерометри; динамичен обхват; цифрова филтрация |
|
8. |
Жироскопни сензори – ускорение и сила на Coriolis; resonator gyro, дуални сензори, диференциално измерване; спомагателен DAC
|
|
9. |
Пиезоелектрически сензори на налягане и ускорение, материали – пиезо- филми, сензори, схеми на свързване, схеми за кондициониране на сигналите MAX1450, MAX1478, MAX1457. MEMS структури, JFET предусилватели; Polymer Sensor-On-Silicon (PSOS), |
|
10. |
Пиезоелектрически сензори –приложение в ултразвукови медицински трансдюсери; пиезополимерни слоеве, диференциални усилватели на заряд; пиезоелектрически микрофони, аудио предусилватели |
|
11. |
LVDT и RVDT сензори на позиция и движение – линейно и ротационно; оптични кодери, синхроси и резолвери; индуктосини; мостови и полумостови конфигурации; прецизно измерване на абсолютна стойност – FULL-WAVE изправител; синхронна детекция |
|
12. |
Тензорезистивни (strain-gauge) сензори, металослойни материали, мемs strain – сензори, sic високотемпературни сензори |
|
13. |
оптични – ФОТОДИОДНИ, ФОТОТРАНЗИСТОРНИ, ФОТОТИРИСТОРИ/СИМИСТОРИ |
|
14. |
CCd и cmos преобразуватели на изображение (imagers); СТРУКТУРИ, АНАЛОГОВИ И ЦИФРОВИ РЕГИСТРИ, чЕТЯщИ УСИЛВАТЕЛИ; УПРАВЛЕНИЕ С рс |
|
15. |
газови сензори – кондуктометрични, mosfet, nanowire - матрица |
Библиография
Основна:
1. Нина Джерманова: Сензори и сензорна електроника, записки на лекционен курс на електронен носител, Физически фак-т, СУ, 2011
Д. Допълнителна литература:
1. Нина Джерманова: Сензори и сензорна електроника, записки на лекционен курс на хартиен носител, Физически фак-т, Софийски университет,
2. Нина Джерманова, Иво Джерманов и Иван Илчев: Аналогови и цифрови интегрални схеми, WiNi1837, София, 2010
3. Нина Джерманова и Иво Джерманов: From the Audion to Zigbee –Основи на електрониката- прибори схеми и задачи с коментари и упътвания за лабораторен пректикум, и-во WiNi1837, София, 2009
4. Фирмени материали
Съставил програмата: (подпис)
Дата 5. 3.2012 / доц. д-р инж. Нина Джерманова./