Modulbeschreibung
Mikrotechnik III
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- können grundsätzliche Funktionsprinzipien von Sensoren und Aktoren verstehen und erklären.
- können Sensor-Aktor-Prinzipien in Mikrosystemen identifizieren.
- können geeignete MEMS-Sensoren und -Aktoren in Mikrosystemen einsetzen.
- können MEMS-Sensoren und -Aktoren entwerfen.
- können die Materialeigenschaften von Festkörpern korrekt beschreiben.
- verstehen die Grundlagen der Lichtführung in dielektrischen Wellenleitern.
- kennen den Aufbau und die Funktion von Glasfasern sowie mikrotechnisch gefertigte integriert-optische Wellenleiter.
- können Lossbudgets und Dispersionsverhalten in Wellenleitern berechnen.
- kennen die Anwendungen von Wellenleitern in der Sensorik und in der optischen Telekommunikation.
- kennen Design, Funktion und Fertigungstechnologien mikrooptischer Komponenten.
- kennen die grundlegenden Konzepte zur Realisierung optischer Vergütungsschichten.
- können einfache AR-, HR- und Filtersysteme auslegen und simulieren.
- können die wichtigsten Konzepte zur Elimination parasitärer Effekte in Sensorsignalen benennen und prinzipiell erklären.
- können die wichtigsten integrierten Schaltungsblöcke der Sensor-Signalverarbeitungskette in Schaltungen identifizieren und können deren Funktion beschreiben.
- können die Funktionsweise wichtiger AD/DA-Wandler prinzipiell beschreiben und AD/DA-Wandler anforderungsgerecht einsetzen.
- können Logikschaltungen und Mixed-Signal-Schaltungen sensorspezifisch entwerfen.
- können Sensoren betreiben und auslesen, sowie Sensorelektronik entwerfen, realisieren, in Betrieb nehmen und Signale entlang der Verarbeitungskette messen, analysieren und bewerten.
- können systematisch MEMS entwerfen.
- können Prozesszusammenhänge erkennen.
- können ein mikrosystemtechnisches Projekt korrekt und selbständig vom Anfang bis zum Ende abwickeln.
- können wesentlichen Prozessschritte im Reinraum selbst durchführen.
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Vorausgesetzte Module:
Modultyp:
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Bemerkungen zur Prüfung:
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Sensoren und Aktoren, Photonische Mikrosysteme und Sensorelektronik bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Sensorelektronik, im Kurs Photonische Mikrosysteme und im Kurs Reinraumpraktikum eine Projektarbeit bewertet.
Bewertungsart:
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird im Kurs Sensorelektronik (Gewicht 10%), im Kurs Photonische Mikrosysteme (Gewicht 10%) und im Kurs Reinraumpraktikum (Gewicht 20 %) eine Projektarbeit bewertet.
Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung in drei Teilen statt. Die Kurse Sensoren und Aktoren (Gewicht 30%), Photonische Mikrosysteme (Gewicht 20%) und Sensorelektronik (Gewicht 10%) bilden je einen Teil der abgesetzten Modulschlussprüfung.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- können grundsätzliche Funktionsprinzipien von Sensoren und Aktoren verstehen und erklären.
- können Sensor-Aktor-Prinzipien in Mikrosystemen identifizieren.
- können geeignete MEMS-Sensoren und -Aktoren in Mikrosystemen einsetzen.
- können MEMS-Sensoren und -Aktoren entwerfen.
- können die Materialeigenschaften von Festkörpern korrekt beschreiben.
Modul- und Lerninhalt:
- Grundlagen MEMS Sensoren und Aktoren
- Sensorprinzipien mit Beispielen (kapazitiv, induktiv, optisch, thermisch, Time-of-Flight, resonant, resistiv, piezoresistiv)
- Sensitivität und totales Differential
- Einführung Tensoren und Silizium als mechanisches Material
- Aktorprinzipien mit Beispielen (kapazitiv, magnetisch, thermisch, piezoelektrisch)
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Übungen, Selbststudium, Labordemonstrationen
Lehrmittel/-materialien:
J Fraden, Handbook of Modern Sensors, Springer, 2016
E Hering, Sensoren in Wissenschaft und Technik, Springer, 2018
W Göpel et al., Sensors, A Comprehensive Survey, Wiley, 1989
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Unterrichtsunterlagen sind zum Teil auf Englisch.