Verständnis des Aufbaues und der Funktionsweise von typischen (integrierten, mikromechanischen) Sensoren, wobei die angesprochenen Messgrößen und Funktionsweisen die Sensorik und Sensorsysteme Vorlesung des Bachelorstudiums vervollständigen sollen.
Die Vorlesung vermittelt einen breiten Überblick über wichtige Gebiete in der Sensorik und über die neue Entwicklungen. Die verschiedenen Sensoren werden hinsichtlich ihres Aufbaues, ihrer Funktionsweise und ihrer technologischen Realisierung behandelt und die Einsatzmöglichkeiten diskutiert. Auf den aktuellen Entwicklungsstand der mikroelektronischen Technologien für Sensoren wird weitgehend Bezug genommen. Die messtechnischen Probleme werden in zwei Vorlesungseinheiten behandelt. Die Lehrveranstaltung besteht aus einem Vorlesungsteil und einem Laborübungsteil.
Vorlesungsteil:
- Dehnungs-Sensorik: Stellt den Ausgangspunkt für wesentliche Sensorprinzipien dar.
- Akustische Sensorik: Menschliche Wahrnehmung, Mikrofone, MEMS, Akustische Kamera
- Ionensensorik: von den einfachen Ionensensoren bis hin zum Sensor-Chip mit der derzeit höchsten Sensorenzahl
- Magnetfeldsensoren: Sie halten eine Frontstellung bezüglich neuer Anwendungen inne und sind daher unverzichtbar.
- Drahtlose Sensorik: Obwohl derzeit noch wenige Anwendungen, gilt dieses Gebiet als äußerst zukunftsträchtig. Interessantes Beispiel ist die Kaufhausdiebstahlsicherung.
- Lock-In Verstärker: Unverzichtbares (!) Messgerät in der Sensorentwicklung
- Störungen: Hier werden wesentliche Ansätze geboten um mit den denkbar lässtigen Ströungen umgehen zu können.
- Introduction to Nanomechanical Sensors: Nanomechanical resonators have extraordinary frequency responsivities, which has led to their application as ultrasensitive sensors with yocto-Gram (1e-24 g) mass sensitivity, zepto-Newton (1e-21 N) force sensitivity, and micro-Kelvin (1e-6 K) temperature sensitivity. This lecture will give an introduction to state-of-the-art nanomechanical sensors. Further information for those who are interested can be found in S. Schmid, L. G. Villanueva, and M. L. Roukes, Fundamentals of Nanomechanical Resonators, 1st ed. Springer International Publishing, 2016.
Übungsteil:
- Lock-In Verstärker
- Diebstahlsicherung
