Проектирование сенсорных и актюаторных элементов микросистемной техники. Лысенко И.Е. - 35 стр.

UptoLike

Составители: 

где
0
p
– давление газа до нагревания;
β
– коэффициент объемного расширения;
T
– температура нагревания.
Коэффициент объемного расширения практически одинаков у всех газов
и с хорошим приближением равен коэффициенту объемного расширения идеJ
ального газа:
003661,0=
β
К
-1
[52].
Сила, создаваемая термопневматическим актюатором будет определяться
следующим выражением [52]:
TpSF
тп
=
β
0
, (3.10)
где
S
– площадь мембраны.
Термопневматические актюаторы изготавливаются по технологии объемJ
ной микрообработки и LIGA-технологии.
Более простым вариантом термопневматического актюатора является
пьезоэлектрический актюатор. Данный тип актюаторов содержит пьезоэлектриJ
ческий диск и упругую мембрану (рис.3.4) [53].
Рис.3.4. Структура пьезоэлектрического актюатора
В основу работы пьезоэлектрических актюаторов положен обратный пьеJ
зоэлектрический эффект: под действием электрического поля в пьезоэлектриJ
ках появляется механическая деформация.
При обратном пьезоэлектрическом эффекте электрическое поле и дефорJ
мацию актюатора связывают те же пьезоэлектрические коэффициенты, которые
связывают напряжение и поляризацию при прямом эффекте [53]:
i
E
ijij
=
πε
, (3.11)
где
ij
ε
тензор относительной деформации;
ij
π
тензор пьезокоэффициентов
материалов;
– напряженность электрического поля.
В качестве материалов пьезоэлектриков используются кварц, LiTaO
3
и
ZnO [53].
Данный тип актюаторных элементов изготавливается с использованием
технологии объемной микрообработки и LIGA-технологии.
Следующим типом актюаторных элементов МСТ являются электростатиJ
ческие актюаторы. В общем виде электростатический актюатор содержит поJ
движный и неподвижный электроды (рис.3.5) [2,9,12,42].
35