Polski English


Zakład Mikroelektroniki


Pracownia Miernictwa Komputerowego
Założenia
Ćwiczenia


Pracownia Miernictwa Komputerowego

Propozycje kształcenia studentów i prognozy rozwoju

(opracowane w 1996 roku)




W miarę rozwoju zaawansowanych metod badawczych i technologicznych, oraz opracowania szeregu ćwiczen pomiarowych do charakteryzacji struktur półprzewodnikowych, możliwe stało się zaoferowanie studentom kształcenia, obok specjalności fizycznych podstaw mikroelektroniki, rownież w innych specjalnościach takich jak:

  • miernictwo komputerowe
  • fizyka z zastosowaniem komputerów
  • fizyka medyczna.

Proces zwiększania ofert kształcenia przyśpieszyła reforma studiów podjęta na Wydziale Fizyki i Astronomii UMK, która zapoczatkowana została w 1995 roku. Podział studiów na stopień licencjacki oraz magisterski między innymi w miernictwie komputerowym, fizycznych podstawach mikroelektroniki czy fizyce medycznej wymaga utworzenia nowej pracowni pokazującej w sposob praktyczny możliwości wykorzystania komputerów do pomiarów wielkości fizycznych oraz sterowania procesami technologicznymi.

Dotychczasowe opracowania rożnych zestawów pomiarowych w Zakładzie Mikroelektroniki umożliwiają utworzenie w krótkim czasie PRACOWNI MIERNICTWA KOMPUTEROWEGO , którą studenci specjalności:

  • fizycznych podstaw mikroelektroniki,
  • miernictwa komputerowego,
  • fizyki medycznej
i częsciowo
  • fizyki z zastosowaniem komputerow
powinni odrabiac w trzecim roku studiow licencjackich. Przyszli studenci tych specjalnosci bedą odrabiali ćwiczenia jednocześnie używając takich samych zestawów pomiarowych (tzw. jednym frontem). Przewidywane jest utworzenie pracowni wyposażonej w 12 zestawów, co umożliwi na prowadzenie zajęc w grupach 12 osobowych. Zakłada się, że każdy student powinien odrabiać ćwiczenie samodzielnie, gdyż daje to przyszłym absolwetom możliwość dokładnego zapoznania się ze stosowanymi pomiarami.

W ramach pracowni studenci zapoznają się z podstawowymi pomiarami fizycznymi, przy zastosowaniu odpowiednich czujników, z których sygnały będą przetwarzane na sygnały cyfrowe i zbierane w pamięci komputera. Studenci uczyć się będą różnych systemów zbierania danych, przesyłania ich do komputera oraz poznają metody anlizy danych i przedstawiania uzyskanych rezultatów.

Podstawowy zestaw stanowiska pomiarowego zawiera:

  1. komputer PC 486/60 z kolorowym monitorem
  2. kasetę pomiarową EUROCARD
  3. zasilacz kasety EUROCARD
  4. karty pomiarowe opracowane w Zakładzie Mikroelektroniki
  5. karty sterujące procesami fizycznymi
  6. wyposażenie dodatkowe, służące do generowania danych pomiarowych (czujniki, grzejniki, proste generatory itp).

Główny koszt wyposażenia Pracowni wiąże się z zakupem odpowiednich komputerów, jednakowych dla całej pracowni. Należy podkreślić, że koszty kart pomiarowych i sterujących są bardzo niskie, gdyż podobnie jak w istniejacej już Pracowni Fizycznych Podstaw Mikroelektroniki, studenci sami wykonają określone karty na bazie istniejących zestawów. Samodzielne wykonywanie układów elektronicznych daje studentom możliwość praktycznego zapoznania się z projektowniem i montażem elektronicznym, sprawdzaniem i analizą układow oraz z ich opragromowaniem. Koszty wykonania kart związane są jedynie z zakupem częsci elektronicznych, wykonaniem obwodow drukowanych, zakupem kaset EUROCARD (obudowy z zasilaczem).

Pracownia ta będzie rowniez wykorzystywana do prowadzenia zajec z KOMPUTEROWEGO PROJEKTOWANIA UKLADOW. Obecnie zajęcia te prowadzone są dla studentów specjalności fizyczne podstawy mikroelektroniki w Pracowni Komputerowej, ktora obecnie nie ma już możliwości zwiększenia czasu pracy. Studenci natomiast, aby dobrze opanowali projektowanie i analizę układów elektronicznych, muszą praktycznie nauczyć się posługiwania odpowiednimi oprogramowaniami. Wymaga to wielu godzin praktycznej nauki z użyciem komputerów z monitorami kolorowymi.

Podkreslic należy, że absolwenci studiow fizycznych posiadajacy umiejętnosci wykorzystania komputerów do pomiarów wielkości fizycznych takich jak:

  • napięcie,
  • prąd,
  • temperatura,
  • promieniowanie,
  • ciśnienie,
  • wilgotnośc,
  • zanieczyszczenie
  • skład cieczy czy gazów itp.
w miarę automatyzacji procesów technologicznych w przetwórstwie spożywczym, przemyśle, medycynie, ochronie środowiska, oraz zwiekszająąej sie kontroli procesów produkcji będą bardzo poszukiwani na rynku pracy. Znajdą oni rownież zatrudnienie w pracowniach naukowo-badawczych.

Obok rozwoju bazy pomiarowo kontrolnej, rownólegle powinny być rozwijane pracownie teoretyczne modelujące niskowymiarowe struktury półprzewodnikowe. Celowym jest utworzenie w Zakladzie Mikroelektroniki

PRACOWNI NISKOWYMIAROWYCH STRUKTUR PÓŁPRZEWODNIKOWYCH,
w której prowadzone by były prace nad modelowaniem i opisem struktur półprzewodnikowych, spełniających określone parametry, wymagane w zastosowaniach przemysłowych.

Opracowana w latach 1989 - 1992 PRACOWNIA FIZYCZNYCH PODSTAW MIKROELEKTRONIKI w miarę rozwoju nowych technologii i metod pomiarowych wymaga pewnej modernizacji. Wymagane jest opracowanie dokumentacji technicznej prototypowych ćwiczen laboratoryjnych dotyczących charakteryzacji niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych oraz opracowanie opisów doświadczen potrzebnych do wykonywania przez studentów zadań (14 ćwiczen laboratoryjnych). Zadania te, jak należy się spodziewać z zinteresownia innych ośrodkow naukowych (np. Instytut Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Wrocławskiego; Instytut Automatyki i Elektroniki, WSI - Radom; Instytut Fizyki, Politechnika Warszawska) mogą być wykonywane i przekazywane za odpłatnością rownież dla innych grup pracujących w ramach tego programu.

Obejmuje to opracowanie:

  1. schematów elektronicznych aparatury,
  2. schematów układow pomiarowych,
  3. opisu założen teoretycznych i doświadczalnych,
  4. algorytmów wykonywania ćwiczen i opracowywania danych pomiarowych.

Poza tym wymagane jest wykonanie dodatkowego osprzętu pomocniczego do poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych jak:

  • kriostaty,
  • uchwyty soczewek, swiatłowodów, próbek,
  • napędy przesuwów,
  • ekrany,
  • płyty montażowe,
  • płytki drukowane itp.

Wiąże się to z zakupem materiałów do wykonania elementów (stal kwasoodporna, teflon, kwarc itp) i wykonaniem elementów optycznych (soczewek, luster, pryzmatów).

Zakłada się, że po przerobieniu przez studentow podstawowych zadań ćwiczeniowych, których projekty są załączone, studenci kończący Pracownię Miernictwa bedą sprawdzali swą wiedzę i umiejętnosci poprzez wykonanie przynajmniej jednego z ćwiczen w Pracowni Fizycznych Podstaw Mikroelektroniki.

Toruń 1996 dr hab. Waclaw Bala

Uwagi i komentarze prosimy kierować:
wbala@phys.uni.torun.pl.

(c)P. Bała 25.07.1998