Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage in den komplementären Bereichen der Sensorik (Akustische Sensorik, Ionensensorik, E-Feld-Sensorik), die zugrundeliegenden Problematiken bei der Erfassung der jeweiligen Messgröße zu diskutieren und die typischen technischen Lösungsansätze zu analysieren.
Im Bereich der optischen Sensorik sind Studierende in der Lage interferometrische Sensoren, die Eigenschaften von optischen Detektoren, die Grundlagen der bildgebenden Optik (ABCD-Formalismus, Fourier-Optik) und die physiologische Lichtmesstechnik zu verstehen, zu beschreiben und einfache Berechnungen durchzuführen.
Ionensensorik: Sensoren dieser Kategorie heben sich durch ein gänzlich andersartiges Prinzip hervor, im Speziellen durch die Bildung von elektrischen Spannungen an Grenzflächen. Auch hier helfen die präsentierten Grundlagen ein tieferes Verständnis der Funktionsweise und der typischen Sensorprobleme zu erlangen. Der Chip mit den derzeit meisten Sensoren (10^9!) findet sich hier und wird zur DNA-Sequenzierung verwendet. Dies unterstreicht die Bedeutung im Bereich der Automatieriungstechnik und Informatik.
Akustische Sensorik: Speziell dieses Teilgebiet der Sensorik ist auf die Erfassung von Schallsignalen ausgerichtet, welche letztlich direkt oder indirekt im Zusammenhang mit der menschlichen Wahrnehmung stehen. Die Vorlesung vermittelt daher konsequenter Weise zuerst die Funktion des Ohrs mit den erforderlichen Grundlagen und Maßeiheiten der Akustik. Im technischen Teil werden die verschiedenen Mikrofontypen bis hin zum MEMS-Mikrofon in den Handies behandelt.
E-Feld-Sensorik: Das elektrische Feld ist eine Größe die durch ihre leichte Störbarkeit nur sehr trickreich gemessen werden kann. In diesem Kapitel wird auf die wesentlichen Probleme eingegangen und die typischen Funktionsprinzipien, influenzbasierte als auch elektrooptische, eingegangen.
Optische Sensoren: Dieser Teil der Vorlesung beschäftigt sich mit interferometrischen optischen Sensoren (vor allem Faser-Gyroskop, Doppler-Velocimetrie, integrierte Sensoren), mit den Eigenschaften von optischen Detektoren (Bildsensoren, Single-Photon-Detektoren), mit den Grundlagen der bildgebenden Optik (ABCD-Formalismus, Fourier-Optik) und mit der physiologischen Lichtmesstechnik.
Schriftliche Hauptprüfung am 28.06.2023:
In beiden Teilbereichen (1. Sensorik, 2. Optoelektronische Bauelemente) sind mindestens 50% der möglichen Punkte erforderlich. Der Stoff ist durch die Vorlesungen und das Skriptum definiert.
Prüfungsdauer maximal 90 min.
Diejenigen, die die schriftliche Prüfung nicht wahrnehmen können, müssen zwei mündliche Termine, je einen bei G. Reider und einen bei F. Keplinger vereinbaren (franz.keplinger@tuwien.ac.at und georg.reider@tuwien.ac.at). Termine sind in der Regel relativ kurzfristig erhältlich.
Koordinator der Lehrveranstaltung: Prof. F. Keplinger (franz.keplinger@tuwien.ac.at)
Hilfe bei organisatorischen Fragen: M. Nuhsbaumer (martina.nuhsbaumer@tuwien.ac.at)
