Studiengang

Entwurf von Mikrosystemen

Anbieter:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Typ:
Berufsbegleitend
Abschluss:
Zertifikat (Zertifikat)
Dauer:
6 Monat(e)
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Die Ausbildung

Im ersten Teil "Grundlagen" werden Grundbegriffe und Konstruktionselemente der Mikrosystemtechnik eingeführt und erläutert. Diese ermöglichen das prinzipielle und quantitative Verständnis der verschiedenen Typen von Sensoren und Aktoren, sowie der Technologie, die zu ihrer Herstellung dienen. Die Konstruktionselemente werden mathematisch-physikalisch eingeführt, sodass die Basis für einen quantitativen Entwurf gelegt wird. Ferner werden erfolgreiche Mikrosysteme im Sinn des "reverse engineering" in ihre Einzelteile zerlegt und auf ihre Leistungskennzahlen untersucht. Auf den ersten Blick komplex erscheinende Systeme werden dadurch handhabbar, verständlich und optimierbar, d.h. konstruierbar. Abschließend werden Teststruktur-basierte Ansätze zur Messung elektrischer, mechanischer und thermischer Materialgrößen von Mikrosystemtechnik-Materialien beschrieben, welche direkt die Kennzahlen der daraus aufgebauten Mikrowandler bestimmen.


Der zweite Teil widmet sich der Betrachtung der Systemebene. Zunächst werden Kriterien für die Stabilität geregelter Systeme dargestellt und eine allgemeine Methode zum Reglerentwurf für solche Systeme erläutert. Dabei werden verschiedene Arten von Reglern für Systeme vorgestellt. Des Weiteren wird die Software MATLAB als numerisches Werkzeug aufgezeigt, mit dem die im Vorfeld diskutierten Methoden am Rechner umgesetzt werden können. In einer solchen Softwareumgebung können Systeme modelliert und simuliert werden, um die Systemeigenschaften im Voraus zu analysieren.

Der dritte Teil vermittelt Kenntnisse in Entwurf und Verfeinerung von Mixed-Domain Systemen. Dargestellt wird zunächst die Schaltungssimulation, die sich mit den elektrischen Repräsentationen einer Schaltung befasst. Ausgehend von den Kirchhoffschen Gleichungen und der Bauelementegleichungen werden die unterschiedlichen Arten und Möglichkeiten der Schaltungsanalyse gezeigt. Dazu zählen Gleichstrom- bzw. DC-Analyse, modifizierte Knotenspannungsanalyse, Wechselstrom- bzw. AC-Analyse und dynamische Simulation bzw. Transienten-Analyse. Weitere Themen sind die Linearisierung von Bauelementekennlinien und der prinzipielle Ablauf einer Analog-Simulation in einem Simulator. Es folgt eine Einführung in die Methodik und den Nutzen der Verhaltensbeschreibung analoger Schaltungen und Systeme durch analoge Hardwarebeschreibungssprachen.
Den Abschluss dieses Teils bildet die Diskussion von Ausleseschaltungen für Sensoren.

Im letzten Teil wird eine kurze Einführung in die Möglichkeiten der Finite-Elemente-Methode (FEM) als numerisches Simulationswerkzeug für die Mikrosystemtechnik gegeben.



Berufsbild und Karrierechancen

Beispiele für die Verwendung der vermittelten Inhalte:

  • Zur Ermittlung elektrischer, thermischer und mecha- nischer Materialgrößen.
  • Zur Konzeption und Dimensionierung von thermischen und mechanischen Mikrosensoren auf der Basis von CMOS- Technologie.
  • Zur Implementierung von Teststrukturen und -prozeduren für die Qualitätskontrolle von elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften dünner Schichten für die Mikrosensorik.
  • Methodik und Nutzen von Hardwarebeschreibungs- sprachen (z.B. Modellierung einer Ausleseschaltung für einen Beschleunigungssensor).
  • Konzeption, Modellierung und Realisierung von Sensor- systemen (z.B. Beschleunigungssensor mit integrierter Ausleseschaltung).
  • Zur Analyse der Verformung und Beanspruchung einer Sensormembran unter Druckbeaufschlagung (Methodik & Anwendung der Finite-Elemente-Methode).
Zielgruppe:
  • Entwickler
  • Ingenieure
  • qualifizierte Fachkräfte
  • Entscheidungsträger

Ausbildungsschwerpunkte

  • Konstruktionselemente der Mikrosystemtechnik
  • Aktoren
  • Messung elektrischer, mechanischer und thermischer Materialgrößen
  • Mikrowandler
  • Reglerentwurf
  • Systemeigenschaften
  • Mixed-Domain Systeme
  • Schaltungssimulation
  • Kirchhoffsche Gleichungen, Schaltungsanalyse
  • AC&DC-Analyse, Knotenspannungsanalyse
  • Transienten-Analyse
  • Linearisierung von Bauelementekennlinien
  • Finite-Elemente-Methode

Aufnahme und Zugangsvoraussetzungen

Berufsbegleitend:
 
Studienplätze:
k.A.
Bewerber:
k.A.
Gesamtkosten:
CHF 2.000.-

Neben technischen Voraussetzungen (schneller Internetzugang, Computerkompetenz) setzen die Kurse ein bestimmtes Niveau an Fachwissen voraus. In der Regel werden Grundkenntnisse im jeweiligen Fachbereich verlangt, vertiefte Grundkenntnisse können durch das Absolvieren von Basiskursen erworben werden. Ein erster Hochschulabschluss im Bereich der Mikrosystemtechnik, Informatik oder verwandten Fächern wird i.d.R. für die Einzelkurse nicht vorausgesetzt, kann jedoch für das erforderliche Grundlagenwissen hilfreich sein.

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Sprachangebot und Auslandssemester

verpflichtend:
Deutsch
Auslandssemester:
nicht möglich

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Der Anbieter

Das Weiterbildungsprogramm Intelligente Eingebettete Mikrosysteme (IEMS) der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg bietet berufsbegleitende wissenschaftliche Weiterbildungskurse im Bereich Embedded Systems an. Mit einer bundesweit einmaligen Konstellation eines Instituts für Mikrosystemtechnik und eines Instituts für Informatik unter dem Dach der Technischen Fakultät bietet sie ein ideales Umfeld für einen interdisziplinären Kompetenzerwerb auf höchstem fachlichem Niveau.

Die Universität Freiburg ist führend im Bereich Vorlesungsaufzeichnungen und hat langjährige Erfahrung im Bereich innovativer Bildungstechnologien. Alle Angebote werden von Bildungsexperten didaktisch betreut und mit Hilfe regelmäßiger Evaluationen weiterentwickelt. Die Begleitforschung unterstützt die hohe Qualität der Weiterbildung und ermöglicht einen gelungenen Wissenstransfer.

Ausbildungsberatung und Information

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Weiterbildungsprogramm IEMS
Georges-Köhler-Allee 10
79110 Freiburg
Deutschland
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