Читать фрагмент

книга

Электромеханические микроустройства

Автор: Николай Мухуров, Геннадий Ефремов

Рассмотрены принципы формирования анодного оксида алюминия, приведены его основные физико-механические свойства, технологические методы получения планарных и объемных микроструктур. Выведены обобщенные универсальные формулы взаимодействия активных и реактивных сил в электростатических, электротоковых и др. микроактюаторах.Определены основные закономерности соотношения входных и выходных параметров в процессе полного функционального цикла. Предложена классификация электростатических микроустройств по конструктивному исполнению и приведены соответствующие типовые примеры с расчетным аппаратом.Для инженерно-технических и научных работников различных отраслей промышленности (приборостроительной, радиотехнической и др.), связи, а также для студентов старших курсов, аспирантов и преподавателей радиотехнических специальностей вузов.

Форматы: PDF

Издательство: Белорусская наука

Год: 2012

Место издания: Минск

ISBN: 978-985-08-1419-7

Страниц: 258

Артикул: 16944

Электронная книга

339 ₽

Купить и скачать

Содержание

Содержание книги "Электромеханические микроустройства "

Введение

1. Классификация электромеханических микроустройств

1.1. Принцип действия актюатора

1.2. Технические требования с изделиям микросистемной техники

1.3. Классификационные признаки микросистемной техники

1.4. Конструкции актюаторов

1.4.1. Электростатические актюаторы

1.4.2. Магнитные актюаторы

1.4.3. Пьезоэлектрические актюаторы

1.4.4. Гидравлические актюаторы

1.4.5. Тепловые исполнительные микроустройства

1.5. Технологии производства микроактюаторов

1.5.1. Кремниевая объёмная микрообработка

1.5.2. Кремниевая поверхностная микрообработка

1.5.3. Технология LIGA

1.6. Пути миниатюризации микроактюаторов

Выводы к главе 1

2. Особенности синтезирования микроструктур из анодного оксида алюминия

2.1. Закономерности формирования микроструктур с прецизионной точностью

2.2. Основные свойства анодного оксида алюминия

2.2.1. Механические характеристики

2.2.2. Электрофизические свойства

2.2.3. Оптические свойства

2.3. Типовые технологические процессы

2.4. Области применения анодного оксида алюминия в микро- и нанотехнике

Выводы к главе 2

3. Теоретические аспекты электромеханических микроустройств

3.1. Принципиальные конструктивные схемы микроустройств

3.1.1. Электростатический актюатор

3.1.2. Электротоковый актюатор

3.1.3. Электрозарядный актюатор

3.2. Электростатические активные силы

3.3. Реактивные механические силы в электростатических системах

3.4. Анализ взаимодействия электростатических и механических сил

3.5. Закономерности функционального цикла микрореле

3.6. Трехэлектродные системы

3.6.1. Особенности функционирования

3.6.2. Определение соотношений параметров

3.6.3. Пример расчета параметров

3.7. Упругие элементы

3.7.1. Методика расчета упругих элементов МЭМС

3.7.2. Расчет параметров деформированных роторов

3.7.3. Анализ параметров деформированных роторов

Выводы к главе 3

4. Плоскопараллельные микроэлектромеханические системы

4.1. Электростатические замыкающие микрореле

4.1.1. Соотношение активных электростатических и реактивных механических сил

4.1.2. Моделирование рабочего цикла

4.1.3. Плоскопараллельные электростатические замыкающие микрореле с массивным якорем

4.1.4. Конструктивные варианты плоскопараллельных статических замыкающих микрореле

4.2. Электростатические плоскопараллельные переключающие микрореле

4.2.1. Концепция построения электростатических микропереключателей

4.2.2. Электростатические микродатчики

4.2.3. Микроэлектромеханические актюаторы

Выводы к главе 4

5. Консольные и комбинированные микроэлектромеханические системы

5.1. Моделирование принципиальной конструктивной консольной системы

5.1.1. Анализ электрических параметров

5.1.2. Расчет упругих элементов

5.1.3. Специфика планарной консольной конструкции

5.2. Моделирование с учетом особенностей комбинированных систем

5.2.1. Расчет основных параметров электростатических микрореле плоскопараллельной конструкции

5.2.2. Варианты коммутирующих комбинированных систем

5.2.3. Электростатические микрореле с механическим усилителем

5.3. Низковольтные электростатические микрореле

5.3.1. Вариант объемного конструктивного решения электростатического микрореле с упругодеформированным якорем

5.3.2. Планарный вариант конструктивного решения электростатического микрореле с упругодеформированным якорем

Выводы к главе 5

6. Торсионные микроэлектромеханические системы

6.1. Моделирование принципиальной конструктивной схемы

6.1.1. Анализ базовых характеристик

6.1.2. Диапазон рабочих параметров торсионных систем

6.2. Расчет микрооптоэлектромеханических систем

6.2.1. Гребенчатый актюатор с электродом на якоре и лепестками

6.2.2. Электростатический актюатор с фигурным контуром электродов

6.2.3. Электростатический актюатор с профильным дном подложки

6.3. Конструкции торсионных систем

6.3.1. Сканирующее устройство

6.3.2. Электростатический микроактюатор

6.3.3. Оптический микросканер

6.3.4. Оптический микропереключатель

Выводы к главе 6

7. Конструктивные варианты микроэлектромеханических систем с расширенными функциональными возможностями

7.1. Электростатические микроэлектромеханические системы для работы на ВЧ

7.1.1. Электростатические микрореле

7.1.1.1. Электростатический миниманипулятор

7.1.1.2. Электростатическое микрореле

7.1.2. Электротоковые микрореле

7.1.2.1. Анализ функциональных параметров

7.1.2.2. Электротоковое микрореле с зигзагообразными управляющими держателями

7.2. Емкостные датчики ускорения

7.2.1. Микродатчик ускорений по двум осям

7.2.2. Емкостный микродатчик ускорений по трем осям

7.3. Микрореле для систем автоматики

7.3.1. Балочные конструкции

7.3.1.1. Балочные держатели, расположенные по «елочной» схеме

7.3.1.2. Параллельные балочные держатели

7.3.2. Консольные конструкции электростатических микрореле

7.3.2.1. Консольно-торсионные держатели

7.3.2.2. Консольные держатели

7.3.3. Микрогироскоп колебательного типа

7.3.4. Электростатическое микрореле с регулируемыми параметрами

7.3.5. Датчик микродавления

Выводы к главе 7

Заключение

Литература

Сокращения

Определения

Параметры и характеристики

Отрывок из книги

гии, показан на рис. 1.9 в, г - здесь цилиндрический ротор вращается вокруг статора. Преимущества электростатических актюаторов: выгодность пропорционального уменьшения размеров; лёгкость миниатюризации. Недостатки: частицы пыли и поверхностные дефекты могут быть причиной поломки вследствие малых воздушных зазоров; высокое напряжение, для двигателей вращения малый вращающий момент и короткий срок жизнедеятельности из-за трения. 1.4.2. Магнитные актюаторы Магнитные актюаторы являются новым типом элементов МСТ. Принцип их работы основан на деформации поликремниевых балок или мембран с нанесенным на них слоем пермаллоя (NiFe) под действием внешнего магнитного поля. В результате генерируются компоненты магнитной силы FY и F2, определяемые выражениями [19, 20]: Fl =qmH F2 = ~qmH где qm - магнитный заряд, Н - напряженность внешнего магнитного поля. Крутящий момент, создаваемый магнитным актюатором, определяется с помощью следующего выражения: M = qm • /N l F e •H •sin a , где /N i F e - длина слоя NiFe, a - угол между направлением напряженности магнитного поля и плоскостью актюатора. Данный тип актюаторов изготавливается по MUMPs-технологии и широко применяется в интегральной микросборке элементов МСТ. Основной их недостаток - необходимость использования внешних источников магнитного поля. В настоящее время актюаторные элементы микросистемной техники используются при создании микронасосов, интегральных микрозеркал и микро¬механических ключей. Следует сказать, что довольно часто микроустройства изготавливают при помощи гальванотехники, используя никель (что особенно характерно для LIGA технологии). Именно никель как ферромагнитный материал и стал первопричиной появления магнитных актюаторов. (Вообще слово магнитный употреблять не совсем корректно, так как в этот класс микроактюаторов входят и электромагнитные, и магнитострикционные актюаторы.) Основным компонентом большинства магнитных актюаторов является тонкоплёночная структура пластины, которая под...

Внимание!
При обнаружении неточностей или ошибок в описании книги "Электромеханические микроустройства (автор Николай Мухуров, Геннадий Ефремов)", просим Вас отправить сообщение на почту help@directmedia.ru. Благодарим!