Wyniki 1-2 spośród 2 dla zapytania: authorDesc:"Wojciech Majstrzyk"

Stanowisko do badania dźwigni mikromechanicznych wzbudzanych elektromagnetycznie DOI:10.15199/ELE-2014-163


  Dźwignie mikromechaniczne wykonywane są przeważnie z krzemu monokrystalicznego (Si), tlenku krzemu SiO2 lub azotku krzemu (Si3N4) w postaci belki sprężystej jednostronnie utwierdzonej. Długość tego typu przyrządów wynosi z reguły setki mikrometrów, natomiast grubość może zmieniać się w zakresie od pojedynczych mikrometrów do setek nanometrów. Układy tego typu stanowią zatem systemy MEMS (ang. Micro Electro-Mechanical System) lub NEMS (ang. Nano Electro-Mechanical System). Dźwignię mikromechaniczną modeluje się matematycznie wykorzystując teorię wytrzymałości materiałów, gdzie przyrząd mikromechaniczny opisuje się jako klasyczną belkę jednostronnie utwierdzoną - obowiązują te same prawa i zależności. Z punktu widzenia zastosowań, dźwignie takie mogą pracować jako układy statyczne lub jako układy dynamiczne, inaczej mówiąc - rezonansowe. Stosowane są zazwyczaj jako układy służące do pomiaru sił oddziaływań między cząsteczkami lub jako układy do pomiaru masy oraz jej zmiany [1]. Dźwignie przeznaczone do pracy w trybie statycznym powinny charakteryzować się jak najmniejszą sztywnością. Natomiast dźwignia pracująca w trybie rezonansowym powinna charakteryzować się możliwie wysoką częstotliwością drgań własnych przy zachowaniu niewielkiej sztywności. W wypadku dźwigni zawierających aktuator wychylenia, zakres ich stosowalności rozszerza się o mikro- oraz nanomanipulację. Parametrem wiążącym pomiary sił, masy oraz manipulację jest sztywność. W tym przypadku można zapisać wzór (1), wiążący siłę F działającą na koniec belki z jej ugięciem z w postaci: F = kz (1) Z powyższej zależności wynika również fakt, że drugim istotnym czynnikiem jest pomiar ugięcia mikrodźwigni. W literaturze notuje się bardzo wiele metod detekcji wychylenia końcówki dźwigni, jednak największe czułości oraz rozdzielczości zapewniają metody optyczne, jak na przykład metoda interferometryczna czy natężeniowa [2]. W niniejszej pracy metody optyczne stanowią pod[...]

Układy sterowania i przetwarzania sygnału z dźwigni piezorezystywnych wzbudzanych elektromagnetycznie DOI:10.15199/ELE-2014-164


  Mikrostruktury belkowe stanowią atrakcyjne narzędzia stosowane w mikro- oraz nanoskali. Obszar ich zastosowań jest bardzo szeroki począwszy od czujników wilgotności, temperatury, pola magnetycznego a kończąc na mikro- i nanomanipulatorach [1-3]. Zmieniając właściwości fizyko-chemiczne powierzchni belki przez odpowiednią funkcjonalizację można ją wykorzystać jako czujnik reagujący na dane typy cząstek lub molekuł znajdujących się w otoczeniu czujnika [2]. Prezentowana mikrodźwignia (rys. 1) wytworzona została w Instytucie Technologii Elektronowej w Warszawie [4].Struktura powstała w wyniku szeregu procesów mikroelektronicznych w krzemie, integrując w swojej budowie detektor wychylenia w postaci piezorezystywnego mostka Wheatstone'a oraz aktuator wychylenia w postaci pętli prądowej [5]. Zaletą układów posiadających detektor ugięcia oraz aktuator wychylenia jest niewątpliwie fakt, że do pomiaru ugięcia nie trzeba wykorzystywać skomplikowanych układów optycznych czy też interferometrycznych. Za pomocą zintegrowanego aktuatora układ taki można wprowadzić w drgania rezonansowe bądź ugiąć statycznie w zakresie do kilkunastu mikrometrów. Mikromechaniczne dźwignie piezorezystywne aktuowane elektromagnetycznie a) Detektor ugięcia Zasada działania detektora piezorezystywnego polega na zmianie rezystancji elementów poddawanych naprężeniom powstającym w wyniku ugięcia bądź drgań mikrodźwigni [1]. Mostek Wheatstone’a, jak zaznaczono na rys. 1, tworzą piezorezystory R1 - R4, które wykonane zostały w wyniku implantacji boru (domieszka typu p) do podłoża krzemowego Elektronika 10/2014 27 Powstanie siły opisanej zależnością (2) powoduje ugięcie mikrobelki, a kierunek ugięcia zależy od kierunku przepływającego prądu oraz kierunku wektora indukcji pola magnetycznego. Tym samym za sprawą kierunku prądu płynącego w pętli łatwo można kontrolować kierunek ugięcia oraz siłę z jaką mikrobelka działa na obiekt. Za źródło pola magnetycz[...]

 Strona 1