Anturifysiikka ja signaalit, 5 op

Ydinsisältö

• Antureiden perusteet: anturien fysikaaliset perusteet (energiamuunnin, generaattori- ja modulaattorityypit) ja signaalien syntymekanismit, yleisimmät anturimateriaalit (puolijohteet ja erityisesti pii, pietsosähköiset, optiset, magneettiset,...), tunnistinosan ja lukuelektroniikan liittäminen
• Anturin ja mittauspiirin mallinnus: anturisignaalin muodostuminen, perusmallit (anturi + vahvistin), erilliskomponenttimallit, 2-porttimallit, kohinan vaikutus
• Perusanturit:
  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
• 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, mittauksen luotettavuus
• Langattomat anturit: langattomat tiedonsiirtotekniikat, energiaratkaisut

Täydentävä tietämys

• kohina ja sen syntymekanismit
• anturien kapselointi,
  integroidut rakenteet,
  kuvakennot
  
• vaihelukittu mittaus,
  matriisianturit
  
• anturiverkot, energian louhinta

Erityistietämys

• anturimateriaalien työstötekniikat
• MEMS (Micro Electro Mechanical System) -anturit
• SigmaDelta-muunnin