Opinto-opas 2014-2015
Perus

Perus Pori KV Jatko Avoin Haku

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2014-2015

ASE-2130 Anturifysiikka ja signaalit, 5 op
Sensor Physics and Signals

Vastuuhenkilö

Jukka Lekkala

Opetus

Opetusmuoto P1 P2 P3 P4 Kesä Toteutuskerrat Luentoajat ja -paikat
Luennot
Harjoitukset
Laboratoriotyö
 2 h/vko
 2 h/vko
 3 h/per
+2 h/vko
+2 h/vko
+3 h/per



 



 



 
ASE-2130 2014-01 Tiistai 10 - 12 , S3

Suoritusvaatimukset

Hyväksytyt laskuharjoitukset, laboratoriotyöt ja tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa nimetä tärkeimmät antureissa käytettävät materiaalit ja määritellä niiden kautta antureiden fysikaaliset toimintaperiaatteet. Hän tuntee joitakin anturien valmistusmenetelmiä ja -prosesseja. Hän osaa luokitella anturit ja esittää ne johdonmukaisella tavalla energiamuuntimina. Opiskelija kykenee antamaan esimerkkejä erilaisista anturirakenteista ja ymmärtämään ja analysoimaan niiden kanssa käytettyjä mittauskytkentöjä ja -vahvistimia. Opiskelija ymmärtää, miten häiriöt ja kohina kytkeytyvät mittaukseen. Opiskelija osaa mallintaa ja simuloida yksinkertaisten antureiden toimintaa. Hän ymmärtää mallinnuksen rajoitteet. Opiskelija osaa käyttää mittauskortteja anturidatan keruussa. Hän hallitsee antureihin ja niiden signaaleihin liittyvät tärkeimmät termit. Opiskelija osaa soveltaa antureita erilaisiin mittauksiin sekä pystyy arvioimaan mittaustuloksen luotettavuutta.

Sisältö

Sisältö Ydinsisältö Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. 1. Antureissa käytettävät materiaalit: anturien fysikaaliset perusteet (energiamuunnin, generaattori- ja modulaattorityypit) ja signaalien syntymekanismit, yleisimmät anturimateriaalit (puolijohteet ja erityisesti pii, pietsosähköiset, optiset, magneettiset,...), tunnistinosan ja lukuelektroniikan liittäminen   kohina ja sen syntymekanismit  anturimateriaalien työstötekniikat 
2. 2. Anturin ja mittauspiirin mallinnus: anturisignaalin muodostuminen, perusmallit (anturi + vahvistin), erilliskomponenttimallit, 2-porttimallit, kohinan vaikutus  SPice-mallinnus Simulink-mallit   FEM (Finite Element Method)-mallinnus 
3. 3. Perusanturit: Esimerkkejä seuraavista: Mitattava suure - siirtymä, kiihtyvyys, kulmanopeus - voima/momentti, paine, lämpötila - pinnankorkeus, tiheys, virtaus, viskositeetti - kemialliset suureet (pH, pO2, CO2, ionit) Anturityyppi - (mikro)mekaaniset anturit - ultraäänianturit - optiset anturit - elektrodit   anturien kapselointi, integroidut rakenteet, kuvakennot   MEMS (MicroElectroMechanical Systems) -anturit 
4. 4. Anturidatan keruu: Anturisignaalin mittaus, A/D-muuntimet ja mittauskortit, kohinan ja häiriöiden kytkeytyminen, anturisignaalit (S/N-suhde, erottelukynnys, herkkyys, resoluutio), mittauskaistan ja suodatuksen vaikutus, integroidut anturit, matriisianturien datankeruu, mittauksen luotettavuus  vaihelukittu mittaus, matriisianturit   SigmaDelta-muunnin 
5. 5. Langattomat anturit: langattomat linkit, energiaratkaisut  anturiverkot   

Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi

Kurssin arvosana määräytyy tentin perusteella. Hallittuaan ydinaineksen hyvin on opiskelijalla mahdollisuus läpäistä kurssi arvosanalla 3. Arvosanan 4 saavuttaakseen opiskelijan on osattava myös täydentävän tietämyksen sarakkeen asioita. Arvosanaan 5 on mahdollisuus, jos täydentävän tietämyksen sarake osataan hyvin tai osataan sen lisäksi myös erityistietämyksen asioita. Jos ydinaineksessa on vähäisiä puutteita, on opiskelijalla mahdollisuus arvosanaan 1 tai 2 riippuen puutteiden määrästä. Tässäkin tapauksessa anturien ja anturidatan keruun periaatteet on kuitenkin hallittava. Harjoituksissa osoitettu aktiivisuus antaa mahdollisuuden lisäpisteisiin tenttiarvostelussa tai arvosanan korotukseen. Jos ydinaineksen hallinnassa on huomattavia puutteita, ei opiskelija läpäise kurssia.

Arvosteluasteikko:

Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Esitietovaatimukset

Opintojakso P/S Selite
ASE-1120 Mittaus Suositeltava    

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
ASE-2130 Anturifysiikka ja signaalit, 5 op ASE-2130 Anturifysiikka ja signaalit, 5 op  
ASE-2130 Anturifysiikka ja signaalit, 5 op MIT-4010 Anturifysiikka, 7 op  

Tarkempia tietoja toteutuskerroittain

Toteutus Kuvaus Opetusmuodot Toteutustapa
ASE-2130 2014-01        

Viimeksi muokattu23.01.2014