| Россия |
Инспектор
Вы можете этот курс.
Интеллектуальные сенсоры
:Интеллектуальные сенсоры
: Информация
Опубликован: 26.05.2010 | Уровень: специалист | Доступ: платный
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.
План занятий
| Занятие | Заголовок << | Дата изучения |
|---|---|---|
| - | ||
Лекция 11 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.
Оглавление | - |
Лекция 21 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.
Оглавление | - |
Тест 136 минут | - | |
Лекция 32 часа 9 минут | Механические сенсоры перемещения. Принципы работы глобальной системы ориентирования и сенсоры GPS
Кратко описаны устройство и работа глобальной системы ориентирования, а также интеллектуальные сенсоры GPS. Рассмотрены основные виды чувствительных элементов и сенсоров линейного и углового перемещения.
Оглавление | - |
Лекция 42 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.
Оглавление | - |
Тест 236 минут | - | |
Лекция 51 час 34 минуты | Физические основы работы акустических сенсоров. Приемники акустических сигналов. Некоторые интеллектуальные акустические сенсоры
Даются минимально необходимые для понимания раздела сведения из физической акустики. Описаны основные виды приемников акустических сигналов и примеры интеллектуальных акустических сенсоров: диктофоны, звукоанализаторы, беспроводная гарнитура, гидроакустический телефон и другие.
Оглавление | - |
Лекция 61 час 31 минута | Активные акустические сенсоры: тонометры, эхолоты, гидролокаторы
Описаны принципы работы современных тонометров, гидролокаторов и портативных эхолотов для любителей рыбалки. Объясняется, почему современные гидролокаторы работают с ультразвуковыми волнами разных диапазонов и используют многопучковые акустические антенны. Приведены многие примеры.
Оглавление | - |
Лекция 71 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.
Оглавление | - |
Тест 336 минут | - | |
Лекция 81 час 32 минуты | Физические основы работы и классификация электрических сенсоров. Резистивные, емкостные и импедансные сенсоры
Объясняется принцип классификации электрических сенсоров. Описаны основные типы резистивных, емкостных, импедансных электрических сенсоров и принципы их функционирования. Приведены примеры их применения как самостоятельных сенсоров, а также в качестве трансдьюсеров.
Оглавление | - |
Лекция 91 час 15 минут | Вольтаические сенсоры. Сенсоры на диодах и биполярных транзисторах
Рассмотрены основные типы вольтаических сенсоров: термопары, пьезоэлементы, датчики Холла — и их применение. Объяснены физические основы работы и режимы использования фотодиодов и фототранзисторов для измерения температуры и радиоактивных излучений
Оглавление | - |
Лекция 101 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.
Оглавление | - |
Лекция 112 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.
Оглавление | - |
Тест 436 минут | - | |
Лекция 121 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.).
Оглавление | - |
Лекция 132 часа 6 минут | Радиосенсоры и радиолокаторы
Представлены современные аналоговые и цифровые радиоприемники. Описаны принципы работы, возможности применения мобильных телефонов и радиосенсоров Bluetooth, различные виды современных радиолокаторов, в т. ч. доплеровские, широкополосные, пикосекундные и нелинейные
Оглавление | - |
Лекция 141 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.
Оглавление | - |
Тест 536 минут | - | |
Лекция 151 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.
Оглавление | - |
Лекция 161 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.
Оглавление | - |
Лекция 171 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
Оглавление | - |
Тест 636 минут | - | |
Лекция 182 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
Оглавление | - |
Лекция 192 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 | - |
Тест 736 минут | - | |
Лекция 201 час 38 минут | Неинвазивные глюкометры. Спектрофотометрический сенсор хлорофилла
Описаны принципы построения неинвазивных спектрофотометрических сенсоров для измерения концентрации глюкозы в крови человека и содержания хлорофилла в листьях растений. Показаны сложности, с которыми сталкиваются разработчики таких сенсоров, и некоторые способы их преодоления
Оглавление | - |
Лекция 212 часа | 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
Оглавление | - |
Лекция 221 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
Оглавление | - |
Тест 836 минут | - | |
Лекция 231 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
Оглавление | - |
Лекция 242 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)
Оглавление | - |
Тест 936 минут | - | |
Лекция 252 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
Оглавление | - |
Лекция 261 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
Оглавление | - |
Тест 1036 минут | - | |
Лекция 272 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
Оглавление | - |
Лекция 281 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
Оглавление | - |
Тест 1136 минут | - | |
Дополнительный материал1 час 22 минуты | ГлосcарийОглавление | - |
5 часов | - |
