Senzorske tehnologije

Opis predmeta

Studenti se upoznaju s podjelom osjetila (senzora), fizikalnim načelima pretvorbe mjerne veličine u električki signal te tehnologijama izrade osjetila. Za pojedina osjetila komentiraju se statičke i dinamičke karakteristike, izvedbe, norme i primjene. Okvirni sadržaj: Definicija i podjela osjetila (senzora). Fizikalna načela pretvorbe mjerne veličine u električki signal. Tehnologije izrade osjetila. Poluvodička i MEMS tehnologija. Osjetila temeljena na površinskom akustičkom valu. Nanotehnologija. Osjetila temperature. CCD. Optička osjetila. Osjetila ionizirajućeg zračenja. Osjetila magnetskog polja. Osjetila pomaka, brzine, ubrzanja i nagiba. Osjetila sile, momenta i naprezanja. Osjetila tlaka, protoka i razine. Osjetila vlage i mokrine. Elektrokemijska osjetila. Mjerenje koncentracije plinova. Biosenzori.

Ishodi učenja

  1. objasniti podjelu osjetila
  2. objasniti fizikalna načela pretvorbe mjerne veličine u električki signal
  3. definirati tehničke karakteristike osjetila
  4. opisati tehnologije koje se koriste za izradu osjetila
  5. primijeniti međunarodne norme za pojedina osjetila
  6. odabrati prikladan senzor za određenu aplikaciju

Oblici nastave

Predavanja

-

Seminari i radionice

-

Samostalni zadaci

-

Laboratorij

-

Ostalo

-

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 50 % 10 % 50 % 10 %
Seminar/Projekt 0 % 10 % 0 % 10 %
Međuispit: Pismeni 50 % 20 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 50 % 20 %
Završni ispit: Usmeni 40 %
Ispit: Pismeni 50 % 40 %
Ispit: Usmeni 40 %

Tjedni plan nastave

  1. Definicija i podjela osjetila (senzora). Fizikalna načela pretvorbe mjerne veličine u električki signal. Mjerni pretvornici. Prilagodba signala.
  2. Osjetila za kontaktno mjerenje temperature: otpornička osjetila (RTD), termistori, termoparovi, poluvodička osjetila.
  3. Osjetila za beskontaktno mjerenje temperature: pirometri, foto-diode, foto-tranzistori, foto-otpornici, bolometri, thermopile, piroelektrička osjetila. Izvedbe beskontaktnih mjerila temperature. CCD. Optička osjetila. Osjetila ionizirajućeg zračenja.
  4. Mjerenje magnetskog polja. Indukcijski magnetometar. Fluxgate. Hallova sonda. Magnetootpornički senzori (AMR i GMR). SQUID.
  5. Osjetila za mjerenje pomaka (otpornički, kapacitivni, induktivni s promjenjivom reluktancijom, LDT, LVDT, magnetski, ultrazvučni, optički, digitalni enkoderi). Osjetila za mjerenje brzine (LVT, ultrazvučni, optički, magnetski).
  6. Osjetila za mjerenje ubrzanja (piezoelektrički akcelerometri, integrirani akcelerometri - piezorezistivni i kapacitivni). Žiroskopi.
  7. Poluvodička i MEMS tehnologija. Osjetila temeljena na površinskom akustičkom valu. Nanotehnologija.
  8. Međuispit
  9. Osjetila za mjerenje naprezanja: tenzometri. Mjerenje sile i momenta. Osjetila za mjerenje tlaka (kapacitivni, tenzometarski, piezootpornički, s vibrirajućom žicom). Mikrofoni.
  10. Osjetila protoka: pomoću mjernih prigušnica, vrtloženjem, pomoću promjenjive površine (rotametar), turbinska, elektromagnetska, ultrazvučna, volumetrijska, s prijenosom topline.
  11. Osjetila za mjerenje vlage i mokrine: otpornička, kapacitivna, sa samozagrijavanjem, elektrolitska, mjerenjem apsorpcije infracrvenog zračenja, nuklearna, mikrovalna.
  12. Mjerenje razine: pomoću plovka, pomoću temperaturnih osjetila, pomoću rotirajućih lopatica, mjerenjem prigušenja vibracija, mjerenjem hidrostatskog tlaka, mjerenjem težine spremnika, kapacitivna, ultrazvučna, radarska i optička mjerila.
  13. Elektrokemijska osjetila: potenciometrijska, amperometrijska, konduktometrijska, kalorimetrijska, optička, piezoelektrička. Kemootpornici, kemokondenzatori, kemotranzistori. Mjerenje koncentracije plinova: elektrokemijski, katalitički, mjerenjem apsorpcije infracrvenog zračenja.
  14. Biosenzori: kalorimetrijski, potenciometrijski, amperometrijski, optički, piezoelektrički, imunosenzori.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Audiotehnologije i elektroakustika (profil)
(1. semestar)
Automatika i robotika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Elektroenergetika (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Elektroničko i računalno inženjerstvo (profil)
Predmeti specijalizacije profila (1. semestar) (3. semestar) (1. semestar)
Elektronika (profil)
(3. semestar)
Elektrostrojarstvo i automatizacija (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Informacijsko i komunikacijsko inženjerstvo (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Komunikacijske i svemirske tehnologije (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Obradba informacija (profil)
preporučeni izborni predmeti (3. semestar)
Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi (profil)
Izborni predmet profila (1. semestar)
Računalno inženjerstvo (profil)
Izborni predmet profila (1. semestar)
Računalno modeliranje u inženjerstvu (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Računarska znanost (profil)
Slobodni zborni predmeti (1. semestar)
Znanost o mrežama (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)
Znanost o podacima (profil)
Slobodni izborni predmeti (1. semestar)

Literatura

(.), M. Cifrek (2019.) Senzorske tehnologije - Prilog predavanjima,
Jacob Fraden (2010.), Handbook of Modern Sensors, Springer Science & Business Media
Ivan Piljac (2010.), Senzori fizikalnih veličina i elektroanalitičke metode, Udžbenici Sveučilišta u Zagrebu
John G. Webster (1999.), The Measurement, Instrumentation, and Sensors: Handbook, Springer Science & Business Media
Bela G. Liptak (2003.), Instrument Engineers' Handbook, Fourth Edition, Volume One, CRC Press
Hans-Rolf Tränkler, Leonhard M. Reindl (2015.), Sensortechnik, Springer-Verlag

Predavanja

Laboratorijske vježbe

Za studente

Izvedba

ID 222655
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R1 E-učenje
45 Predavanja
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

93 izvrstan
82 vrlo dobar
70 dobar
50 dovoljan