2015-06-24
8241) Предмет и задачи дисциплины. Современное состояние рынка твердотельных датчиков. Тенденции и перспективы его развития.
2) Требования, предъявляемые к современным датчикам. Основные физические принципы и законы, используемые в основе работы твердотельных датчиков.
3)Определение датчика – первичного измерительного преобразователя (ПИП). Пределы применяемости датчиков. Градуировка датчиков.
4) Характеристики датчиков в статическом режиме. Чувствительность датчиков в статическом режиме. Разрешающая способность. «Мертвая» зона. Линейность.
5) Характеристики датчиков в динамическом режиме. Передаточная, переходная функции. Системы 0-го, 1-го и 2-го порядков. Примеры датчиков систем 0-го, 1-го и 2-го порядков.
6) Характеристики датчиков в динамическом режиме. Частотная характеристика датчиков систем нулевого, первого и второго порядков.
7) Быстродействие: время установления для систем первого и второго порядков.
8) Погрешности измерений с помощью датчиков.
9)Датчики гальваноэлектрические. ТермоЭДС, эффект Томсона, Пельтье, Зеебека.
10) Термопара: принцип работы, конструкции, характеристики.
11) Датчики гальваномагнитные Эффект Холла. Датчики Холла. Конструкции. Характеристики.
12) Датчики температуры, использующие принцип изменения сопротивления: металлические ТС, термисторы, полупроводниковые датчики температуры.
13) Датчики давления, использующие принцип изменения сопротивления. Тензорезистивный эффект в металлах. Металлические тензорезисторы: характеристики, конструкции, материалы.
14) Датчики давления, использующие принцип изменения сопротивления. Тензорезистивный эффект в полупроводниках. Полупроводниковые тензорезисторы: метрологические характеристики, конструкции, материалы.
15) Датчики магнитного поля, использующие принцип изменения сопротивления. Магниторезистивный эффект в металлах и полупроводниках. Магниторезисторы: конструкции и метрологические характеристики.
16) Оптические датчики, использующие принцип изменения сопротивления. Фоторезистивный эффект в полупроводниках. Фоторезисторы: конструкция, материалы, метрологические характеристики.
17) Датчики на р-n- переходах. Диодные и транзисторные датчики температуры. Метрологические характеристики, конструкции, достоинства и недостатки.
18) Датчики на р-n- переходах. Тензочувствительность р-n- перехода, гетероперехода, контакта Шоттки.
19) Датчики на р-n- переходах. Тензодиоды на р-n переходе, гетеропереходе, барьере Шоттки. Принцип работы. параметры, достоинства и недостатки.
20) Датчики на р-n- переходах. Инжекционные тензодиоды, S-тензодиоды.
21) Датчики на р-n- переходах. Тензотранзисторы с затвором Шоттки. Однопереходный тензотранзистор.
22) Датчики на р-n- переходах. Магнитодиоды, магнитотранзисторы. Принцип работы. параметры, достоинства и недостатки. Магниточувствительные S-диоды.
22) Датчики на р-n- переходах. Фотодиоды: Фотогенераторный и фотодиодный режимы работ.
23) Датчики на р-n- переходах. Фотодиоды: на барьере Шоттки, p-n переходе, p-i-n структуре. Принцип работы и метрологические характеристики.
24) Датчики на р-n- переходах. Фотодиоды: на гетеропереходе, ижекционные. Принцип работы и метрологические характеристики.
25) Датчики на р-n- переходах. Фототранзисторы, фототиристоры. Схемы включения. Метрологические характеристики.
26) Датчики на р-n- переходах. Транзисторные датчики химического состава. Ионоселективные полевые транзисторы.
27) Интегральный датчик температуры AD 590.
28) Интегральные датчики давления, магнитного поля, светового потока.
29) Твердотельные датчики на основе диэлектриков.Пьезоэлектрические и пьезорезонансные датчики и излучатели.
30) Пироэлектрические преобразователи.
31) Датчики на поверхностных акустических волнах (ПАВ).
32) Диэлектрические, ионоселективные мембраны
33) Датчики на основе новых материалов.Датчики на основе сплава Metglass.
34) Датчики на основе новых материалов. Датчики давления, радиоактивного излучения, температуры на основе аморфных полупроводников.
35) Датчики на основе новых материалов. Датчики на сверхпроводниках. Датчики Виганда.
36) Датчики на основе новых материалов. Датчики на основе твердых электролитов. Ячейка Кларка
37) Новые технологии в производстве твердотельных датчиков.КНС-структуры.
38) Новые технологии в производстве твердотельных датчиков. МОП структуры с иммобилизованными тканевыми, ферментативными и клеточными затворами (биосенсоры).
39) Новые технологии в производстве твердотельных датчиков Микромеханические полупроводниковые структуры.
40) Нанотехнологии в электронике. Наносенсоры.МЭМС/ НЭМС преобразователи. Нанотехнологии в технике датчиков измерительных систем. Последние достижения и разработки. Перспективы использования..
Рекомендуемая литература..
а) основная литература:
1. Аш Ж. и соавторы Датчики измерительных систем: В 2-х книгах/ Пер. с франц. М.: Мир. 1992
2. Виглеб Г. Датчики/ Пер. с нем. М.: Мир. 1989. 196 с.
3. Осипович Л.А. Датчики физических величин М.: Машиностроение. 1979. 159 с.
4. Нуберт Г.П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин Л.: Энергия. 1970. 360 с.
5. Како Н., Яманэ Я. Датчики и микро ЭВМ Л.: Энергоатомиздат. 1986. 120 с.
6. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC/ Пер. с англ. Под ред. У. Томпкинса, Дж. Уэбстера М.: Мир. 1992
7. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник/ Пер. с англ. М.: Техносфера. 2006. 592 с.
8. Шарапов В., Мусиенко М., Шарапова Е. Пьезоэлектрические датчики М.: Техносфера. 2006. 632 с.
9. Биосенсоры: основы и приложения. Пер. с англ./ Под ред. Э. Тёрнера, И. Карубе, Дж. Уилсона. М: Мир, 1992. 615 с.
10. Варадан В., Виной К., Джозе К. ВЧ МЭМС и их применение/ Пер. с англ. М.: Техносфера. 2004. 528 с.
11. Окрепилов В.В. Словарь терминов и определений по стандартизации и метрологии в области нанотехнологий. Спб.: Наука, 2008. 210 с.
12. Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2005. 336 с.
13. Наноэлектроника/ Борисенко В.Е., Воробьёва А.И., Уткина Е.А. М.: Бином Лаборатория знаний. 2009. 223 с.
14. Уорден К. Новые интеллектуальные материалы и конструкции М.: Техносфера, 2006. 224 с.
15. Шишкин Г.Г., Агеев И.М. Наноэлектроника. Элементы, приборы, устройства: учеб. пособ. М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 408 с.
16. Джексон Р.Г. Новейшие датчики. М: Техносфера, 2007. 384 с.
б) дополнительная литература:
1. Мартинес-Дуарт Дж.М., Мартин-Палма Р.Дж., Агулло–Руеда Ф./ Нанотехнологии для микро- и оптоэлектроники М.: Техносфера, 2007. 368 с.
2. Нанотехнологии в электронике. / Под ред. Ю.А. Чаплыгина – М.: Техносфера, 2005. – 448 с.
3. Гересименко Н.Н., Пархоменко Ю.Н. Кремний – материал наноэлектроники М: Техносфера, 2007. 352 с.
4. Елисеев А.А., Лукашин А.В. Функциональные наноматериалы/ Под ред. Ю.Д. Третьякова. М: Физматлит, 2010. 456 с.
5. Алейников А.Ф., Гридчин В.А., Цапенко М.П. Датчики (перспективные направления развития): Учеб. пособие/ Под ред. М.П. Цапенко. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001, 176 с.
6. Болванович Э.И. Полупроводниковые пленки и миниатюрные измерительные преобразователи Минск: Наука и техника 1981. 214 с.
7. Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин М.-Л.: Энергия. 1966. 690 с.
8. Нано- и микросистемная техника. От исследований к разработкам/ Под ред. П.П. Мальцева. М.: Техносфера, 2005. 592 с.
9. Наноматериалы. Нанотехнологии. Наносистемная техника. Мировые достижения за 2005 г./ Под ред. П.П. Мальцева. М.: Техносфера, 2006. 152 с.
