366.071 Sensorik und Sensorsysteme
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2019W, VO, 2.0h, 3.0EC

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VO Vorlesung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage...

  • Schichtabscheideverfahren der Mikrosystemtechnik (PVD, CVD) umfassend zu erklären und die jeweiligen Merkmale, Vor- und Nachteile sowie           Anwendungsbereiche analysieren zu können.
  • die Grundlagen der optischen Lithographie zu skizzieren sowie typische Prozessabläufe der Photolithographie zu beschreiben.
  • trocken- und nasschemische Ätzverfahren der Mikrosystemtechnik umfassend zu erklären und die jeweiligen Merkmale, Vor- und Nachteile sowie Anwendungsbereiche analysieren zu können.
  • die Vor- und Nachteile der Modellierung von MEMS-Bauelementen mittels der Methode der Finiten Elemente zu analysieren.
  • die Grundzüge der Methode der Finiten Elemente darzustellen.
  • einen Überblick über typische physikalische Sensoren (Dehnung, Druck, Beschleunigung, Drehrate, Fluss, Temperatur) zu geben.
  • für typische Sensoren von physikalische Messgrößen (Dehnung, Druck, Beschleunigung, Drehrate, Fluss, Temperatur) deren grundsätzliches Funktionsprinzip zu erläutern, unterschiedliche MEMS basierte Umsetzungskonzepte zu bewerten und gängige Anwendungsgebiete zu analysieren.
  • Sensorikanwendungen im Automobil (Einspritzdüsenflusssensorik, Inertialsensorik) beschreiben, deren Funktionsweise erklären, Vor- und Nachteile der Sensoren erläutern und die Anforderungen an die Herstellung analysieren können.
  • die physikalischen Grundlagen von thermoelektrische Generatoren erklären und deren Anwendung für energieautonome Sensorknoten in Flugzeugen erläutern können.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Die Vorlesung teilt sich in 3 Abschnitte auf: im ersten werden Schlüsseltechnologien zur Herstellung von MEMS (micro electromechanical systems) Sensoren kompakt vorgestellt. Diese umfassen PVC (physical vapor deposition) und CVD (chemical vapor deposition) basierte Schichtabscheideverfahren als auch Grundlagen zur optischen Lithographie und zur Ätztechnik. Ergänzend stellen wir die Modellierung von MEMS-Bauelementen mittels der Methode der Finiten Elemente anhand eines Beispiels vor und diskutieren die theoretischen Grundzüge der Methode. Im zweiten Abschnitt werden an Hand von typischen Sensoren für physikalische Messgrößen, wie Druck, Beschleunigung, Drehrate, Fluss und Temperatur, deren grundsätzliches Funktionsprinzip erläutert, unterschiedliche Umsetzungskonzepte bewertet und gängige Anwendungsgebiete aufgezeigt. Im dritten Abschnitt werden ausgewählte Einzelsensoren zu Systemen erweitert und im Umfeld von bekannten technischen Systemen, wie dem Automobil oder dem Flugzeug vorgestellt. Auch aktuelle Aspekte, wie die lokale Energieversorgung von Sensorknoten aus der Umgebung (energy harvesting), werden angesprochen. Es ist ein zentrales Ziel der Vorlesung, ein grundsätzliches Verständnis von der Realisierung bis zur Systemintegration von ausgewählten, mikrotechnisch hergestellten Sensorelementen und -systemen zu schaffen. Die Vorstellung und Diskussion ausgewählter Beispiele zu aktuellen Forschungsthemen aus dem Bereich Sensorik runden die Vorlesung ab.

Methoden

  • Vorlesung
  • Vorlesungsfolien stehen als Handouts zur Verfügung.

Prüfungsmodus

Schriftlich

Vortragende

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mi.08:00 - 10:0002.10.2019 - 29.01.2020EI 3 Sahulka HS 366071
Sensorik und Sensorsysteme - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mi.02.10.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.09.10.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.16.10.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.23.10.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.30.10.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.06.11.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.13.11.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.20.11.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.27.11.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.04.12.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.11.12.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.18.12.201908:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.08.01.202008:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.15.01.202008:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.22.01.202008:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071
Mi.29.01.202008:00 - 10:00EI 3 Sahulka HS 366071 - Hauptprüfung WS 2019

Leistungsnachweis

Mehrmalige Möglichkeiten während des Studienjahres für schriftliche Prüfungen.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Mi.14:00 - 16:0011.12.2019EI 8 Pötzl HS schriftlich18.06.2019 08:00 - 09.12.2019 23:59in TISSPrüfung WS 2018
Mi.08:00 - 10:0029.01.2020 EI 3 Sahulka HSschriftlich01.10.2019 08:00 - 27.01.2020 23:59in TISSHauptprüfung WS 2019
Mi.13:00 - 15:0025.03.2020EI 2 Pichelmayer HS schriftlich01.10.2019 08:00 - 23.03.2020 23:59in TISSPrüfung WS 2019
Mi.13:00 - 15:0013.05.2020EI 2 Pichelmayer HS schriftlich01.10.2019 08:00 - 11.05.2020 23:59in TISSPrüfung WS 2019
Mi.13:00 - 15:0017.06.2020EI 2 Pichelmayer HS schriftlich01.10.2019 08:00 - 15.06.2020 23:59in TISSPrüfung WS 2019

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
01.10.2019 08:00 01.10.2019 09:00 01.10.2019 09:00

Die Anmeldung ist derzeit manuell gesperrt

Curricula

Literatur

Die Vortragsfolien stehen als Handouts zur Verfügung.

Weiterführende Literatur:

U. Mescheder:
    Mikrosystemtechnik
    Konzept und Anwendungen
    Teubner-Verlag, Stuttgart
    ISBN 3-519-06256-9

G. Gerlach, W. Dötzel
    Grundlagen der Mikrosystemtechnik
    Hanser Verlag, München
    ISBN 3-446-18395-7

W. Menz, J. Mohr:
    Mikrosystemtechnik für Ingenieure
    VCH, Weinheim
    ISBN: 3-527-294055-8

M. Madou:
    Fundamentals of Microfabrication
    CRC Press, Boca Raton
    ISBN: 0-8493-9451-1

Sprache

Deutsch