Форма обучения:
дистанционная
Стоимость самостоятельного обучения:
бесплатно
Доступ:
свободный
Документ об окончании:
 
Уровень:
Специалист
Длительность:
58:13:00
Студентов:
1360
Выпускников:
180
Качество курса:
4.42 | 4.25
На рубеже тысячелетий родилось новое поколение сенсоров, в состав которых входит микрокомпьютер. Их называют "интеллектуальными" сенсорами (ИС) за способность к глубокой и сложной обработке полученных сигналов, к учету нелинейностей и посторонних влияний, к извлечению из них ценной информации более высоких уровней, к рациональному изменению режимов работы в зависимости от обстоятельств, к самоконтролю и общению с компьютерной сетью. В курсе описаны разные классы ИС, раскрыты методы и подходы к их разработке и проектированию с учетом собственного опыта авторов. Показана значительная польза, приносимая ИС, и высказана мысль о том, что их создание является одним из признаков новой "информационной" стадии развития общества.
Этот курс лекций – об устройствах, поставляющих объективную информацию об окружающем мире, о том, как добывается эта ценная информация. О том, как и благодаря чему сенсоры становятся "разумными", "интеллектуальными". Уточнены понятия "сенсор" и "интеллектуальный сенсор", описаны функциональные схемы простых и интеллектуальных сенсоров, приведена их классификация. Рассмотрены различные виды механических, акустических, электрических, электромагнитных, электрохимических и оптических простых и интеллектуальных сенсоров, объясняются физические принципы их действия. Приведены многочисленные примеры их применения. Изложены подходы к проектированию интеллектуальных сенсоров, даны практические рекомендации по разработке их программного обеспечения, раскрыты принципы построения и важнейшие технические характеристики их основных конструктивных узлов, описаны способы селекции полезных сигналов. Очерчены направления дальнейшего развития интеллектуальных сенсоров.
Специальности: Разработчик аппаратуры
ISBN: 978-5-9963-0124-9
 

План занятий

Занятие
Заголовок <<
Дата изучения
Лекция 1
1 час 38 минут
От простых сенсоров - к интеллектуальным
Уточняются понятия "сенсор" и "интеллектуальный сенсор". Описаны функциональные схемы простых (пассивных и активных) и интеллектуальных сенсоров, сенсорно-компьютерных систем. Обоснована и приведена классификация сенсоров по физической природе первичных информационных сигналов.
-
Лекция 2
1 час 15 минут
Виды механических сенсоров. Представление о микросистемных технологиях. Деформационные сенсоры
Указаны различные виды механических сенсоров. Кратко описаны современные микросистемные технологии (МСТ) и показаны примеры МСТ-изделий. Рассмотрены основные деформационные чувствительные элементы и некоторые интеллектуальные сенсоры с их применением.
-
Лекция 4
2 часа 6 минут
Акселерометры и гироскопы. Вибрационные и хроматографические сенсоры
Рассмотрены принципы построения акселерометров и гироскопов, в т. ч. с применением МСТ. Рассказано, как действуют химические и биологические сенсоры на кантилеверах, современные виброметры, устройства жидкостной, газовой и других видов хроматографии, интеллектуальные хроматографы.
-
Лекция 5
1 час 34 минуты
Физические основы работы акустических сенсоров. Приемники акустических сигналов. Некоторые интеллектуальные акустические сенсоры
-
Лекция 6
1 час 31 минута
-
Лекция 7
1 час 26 минут
Интеллектуальные акустические сенсоры для УЗИ. Сенсоры для сейсморазведки. Сенсоры на ПАВ
Рассказано о современных УЗ-сенсорах для измерения расстояний и дефектоскопии металлоизделий, для медицинских УЗ-исследований. Описаны принципы работы сенсоров на поверхностных акустических волнах и метод спектрально-сейсморазведочного профилирования. Приведены примеры применения.
-
Лекция 10
1 час 24 минуты
Сенсоры на полевых транзисторах и на приборах с отрицательной ВАХ. Газоразрядные сенсоры
Описаны устройство и физика работы полевых транзисторов, их применение в черно-белых и цветных светочувствительных КМДП-матрицах. Объяснены физические основы работы приборов с отрицательными участками ВАХ и газоразрядных сенсоров для измерения температуры, радиоактивных излучений и т. д.
-
Лекция 11
2 часа 13 минут
Цифровые фотоаппараты и видеокамеры, тепловизоры, дактилоскопические сенсоры
Описаны примеры современных интеллектуальных электрических сенсоров: цифровых фотоаппаратов, цифровых камер видеозаписи и видеонаблюдения в видимом и инфракрасном свете, цифровых тепловизоров и дактилоскопических сенсоров, которые считаются настоящими чудесами современной техники.
-
Лекция 12
1 час 46 минут
Магнитные сенсоры. Сенсоры на сквидах. Индуктивные сенсоры
Изложены физические основы работы электромагнитных сенсоров. Описаны принципы построения магнитных и индуктивных сенсоров, магнитометров на сквидах и интеллектуальных сенсоров на их основе (сенсоров для магнитодиагностики, магнитокардиографов, сканирующих сквид-микроскопов и т. д.).
-
Лекция 13
2 часа 6 минут
Радиосенсоры и радиолокаторы
-
Лекция 14
1 час 28 минут
Радиотелевизионные сенсоры
Изложены принципы работы телевизоров, тюнеров, ресиверов, аналоговых, цифровых и компьютерных кабельных модемов. Рассказано о возможностях и преимуществах цифрового, полиэкранного и интерактивного телевидения, о мультимедийных персональных компьютерах, смартфонах и коммуникаторах.
-
Лекция 15
1 час 36 минут
Принципы работы электрохимических сенсоров. Потенциометрические сенсоры
Изложен принцип работы электрохимического элемента. Дана классификация электрохимических сенсоров. Описаны методы повышения их селективности. Рассказывается о промышленно выпускаемых гальванических электродах и потенциометрических сенсорах, а также о потенциометрических биосенсорах.
-
Лекция 16
1 час 29 минут
Химически чувствительные полевые транзисторы и биосенсоры на их основе. Кондуктометрические и амперометрические сенсоры
Изложены принципы работы электрохимических биосенсоров, химически чувствительных полевых транзисторов, кондуктометрических (импедансных) и амперометрических (кулонометрических) сенсоров. Описаны примеры и преимущества таких сенсоров и сферы их применения.
-
Лекция 17
1 час 42 минуты
Вольтамперометрические и хроноамперометрические сенсоры. Примеры интеллектуальных электрохимических сенсоров
Описаны принципы вольтамперометрии, полярографии, "циклической вольтамперометрии", хроноамперометрии, их варианты и отмечена высокая информативность этих методов. Приведены примеры ряда интеллектуальных электрохимических сенсоров, указаны их достоинства и сферы применения
-
Лекция 18
2 часа 13 минут
Спектрофотометрические сенсоры как один из видов оптических сенсоров. Фотоплетизмографы. Оксиметры и пульсоксиметры
Дана классификация оптических сенсоров. Описаны принципы спектрофотометрии, фотоплетизмографии, оксиметрии и пульсоксиметрии. Приведены примеры ряда соответствующих интеллектуальных спектрофотометрических сенсоров, указаны их возможности и сферы применения
-
Лекция 19
2 часа 7 минут
Спектрофотометрия в обратно рассеянном свете. Гемоглобиномеры и сенсоры кровенаполнения
Описаны современные представления об обратном рассеянии света человеческим телом. Сформулированы требования к спектрофотометрии в обратно рассеянном свете. Описаны принципы работы и возможности применения гемоглобиномеров, сенсоров кровенаполнения и микроциркуляторного русла крови
Оглавление
-
Лекция 20
1 час 38 минут
Неинвазивные глюкометры. Спектрофотометрический сенсор хлорофилла
-
Теоретические основы работы люминесцентных сенсоров. Хронофлуорометры
Приведены общие сведения о люминесценции. Описан метод индукции флуоресценции хлорофилла и принципы построения хронофлуорометров. Сделан обзор современных хронофлуорометров и предоставляемых ими возможностей наблюдения за здоровьем и развитием растений, за состоянием окружающей среды
-
Лекция 22
1 час 54 минуты
Сенсоры с люминесцентными маркерами. Биолюминесцентные и сцинтилляционные сенсоры
Описаны принципы работы сенсора для определения квантового выхода фотосинтеза, сенсоров с люминесцентными маркерами, биолюминесцентных и сцинтилляционных сенсоров. Указаны их достоинства, возможности и области применения
-
Лекция 23
1 час 58 минут
Принципы работы ППР-сенсоров. Промышленные ППР-сенсоры
Раскрыты принципы поверхностного плазмонного резонанса и применения этого явления в сенсорах. Проанализированы факторы, от которых зависит физическая разрешающая способность таких сенсоров. Описаны наиболее интересные интеллектуальные ППР-сенсоры, выпускаемые промышленностью
-
Лекция 24
2 часа 37 минут
ППР-сенсоры Spreeta. Съемные рецепторные чипы. ППР-иммуносенсоры и волоконно-оптические сенсоры
Показано, что для массовых анализов перспективной является технология съемных рецепторных чипов, и даны рекомендации относительно реализации такой технологии. Описаны ППР-сенсоры Spreeta, а также волоконно-оптические ППР-сенсоры. Приведен пример ППР-иммуносенсора (для выявления лейкоза коров)
-
Лекция 25
2 часа 25 минут
Элементная база интеллектуальных сенсоров. Часть 1
Рассмотрены принципы построения и приведены важнейшие технические характеристики некоторых основных узлов интеллектуальных сенсоров: операционных, дифференциальных и радиоусилителей, мостовых схем, АЦП и микрокомпьютеров. Описаны методы борьбы с собственными и привнесенными шумами
-
Лекция 26
1 час 36 минут
Элементная база интеллектуальных сенсоров. Часть 2
Рассмотрены принципы построения и приведены важнейшие технические характеристики таких узлов интеллектуальных сенсоров, как ЖКИ, пленочные и силиконовые клавиатуры, сенсорные экраны, микросхемы оперативной, репрограммируемой, постоянной, флеш-памяти и внешнего интерфейса
-
Лекция 27
2 часа 4 минуты
Селекция полезных сигналов. Проектирование и программирование интеллектуальных сенсоров
Описаны способы селекции полезных сигналов и возможные подходы к проектированию интеллектуальных сенсоров. Указаны типичные ошибки на стадии исследовательского проектирования интеллектуальных сенсоров. Даны практические рекомендации по разработке их программного обеспечения
-
Лекция 28
1 час 33 минуты
Перспективы развития интеллектуальных сенсоров. Заключительные замечания
Описаны направления развития интеллектуальных сенсоров. На примере пилюль с видеокамерой иллюстрируется разработка новых видов сенсоров, на примере интеллектуальных зданий и интеллектуального транспорта — создание сенсорных систем и сенсорных сетей. Приведены заключительные замечания
-
1 час 40 минут
-
Урюпа Гречанов
Урюпа Гречанов
Россия
Амардит Левашкевич
Амардит Левашкевич
Россия