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Séance de cours

Actionneurs électrostatiques : Scaling & Energy Density

Dans cours

MICRO-470: Scaling laws in micro & nanosystems

This class adresses scaling laws in MEMS/NEMS. The dominant physical effects and scaling effects when downsizing sensors and actuators in microsystems are discussed, across a broad range of actuation principles. ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes des actionneurs électrostatiques, en se concentrant sur les lois d'échelle et la densité d'énergie. Les sujets abordés comprennent la tension de claquage dans l'air, la courbe de Paschen, les pressions d'actionnement et la comparaison avec les actionneurs magnétiques. L'instructeur discute des actionneurs d'entraînement à plaque et à peigne parallèles, du dimensionnement de l'actionneur pour des forces et des tensions spécifiques et de l'impact de l'espacement des espaces sur les performances de l'actionneur.

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Enseignant·e·s (3)

Niels Quack

Prof. Dr. Niels Quack received the M.Sc. degree from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland, in 2005, and the Dr.Sc. degree from Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH), Zürich, Switzerland, in 2010. From 2011 to 2015, he was Postdoctoral Researcher and Visiting Scholar with the Integrated Photonics Laboratory, Berkeley Sensor and Actuator Center, University of California, Berkeley, CA, USA. From 2014 to 2015, he was Senior MEMS Engineer with Sercalo Microtechnology, Neuchâtel, Switzerland. He is currently an SNSF Assistant Professor with Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland. He has authored and co-authored more than 50 papers in leading technical journals and conferences. His research interests include photonic micro and nanosystems, with an emphasis on diamond photonics and silicon photonic MEMS. He is Steering Committee Member of the IEEE International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics (OMN) and served as General Chair of the IEEE OMN 2018 and the Latsis Symposium 2019 on Diamond Photonics. He is a Senior Member of IEEE, Member of The Optical Society (OSA) and life member of SPIE.

Herbert Shea

Philippe Renaud

Philippe Renaud is Professor at the Microsystem Laboratory (LMIS4) at EPFL. He is also the scientific director of the EPFL Center of MicroNanoTechnology (CMI). His main research area is related to micronano technologies in biomedical applications (BioMEMS) with emphasis on cell-chips, nanofluidics and bioelectronics. Ph. Renaud is invloved in many scientifics papers in his research area. He received his diploma in physics from the University of Neuchâtel (1983) and his Ph.D. degree from the University of Lausanne (1988). He was postdoctoral fellow at University of California, Berkeley (1988-89) and then at the IBM Zürich Research Laboratory in Switzerland (1990-91). In 1992, he joined the Sensors and Actuators group of the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) at Neuchâtel, Switzerland. He was appointed assistant professor at EPFL in 1994 and full professor in 1997. In summer 1996, he was visiting professor at the Tohoku University, Japan. Ph. Renaud is active in several scientific committee (scientific journals, international conferences, scientific advisory boards of companies, PhD thesis committee). He is also co-founder of the Nanotech-Montreux conference. Ph. Renaud is committed to valorization of basic research through his involvement in several high-tech start-up companies.

Source officielle

Concepts associés (13)

Actionneur

Dans une machine, un actionneur est un objet qui transforme l’énergie qui lui est fournie en un phénomène physique qui fournit un travail, modifie le comportement ou l’état d'un système. Dans les définitions de l’automatisme, l’actionneur appartient à la partie opérative d'un système automatisé. On peut classer les actionneurs suivant différents critères : énergie utilisée ; phénomène physique utilisable ; principe mis en œuvre. vignette|Deux actionneurs pneumatiques à crémaillère (Automax, à gauche et en haut), contrôlant chacun une vanne.

Linear actuator

A linear actuator is an actuator that creates motion in a straight line, in contrast to the circular motion of a conventional electric motor. Linear actuators are used in machine tools and industrial machinery, in computer peripherals such as disk drives and printers, in valves and dampers, and in many other places where linear motion is required. Hydraulic or pneumatic cylinders inherently produce linear motion. Many other mechanisms are used to generate linear motion from a rotating motor.

Valve actuator

A valve actuator is the mechanism for opening and closing a valve. Manually operated valves require someone in attendance to adjust them using a direct or geared mechanism attached to the valve stem. Power-operated actuators, using gas pressure, hydraulic pressure or electricity, allow a valve to be adjusted remotely, or allow rapid operation of large valves. Power-operated valve actuators may be the final elements of an automatic control loop which automatically regulates some flow, level or other process.

Rotary actuator

A rotary actuator is an actuator that produces a rotary motion or torque. The simplest actuator is purely mechanical, where linear motion in one direction gives rise to rotation. The most common actuators are electrically powered; others may be powered pneumatically or hydraulically, or use energy stored in springs. The motion produced by an actuator may be either continuous rotation, as for an electric motor, or movement to a fixed angular position as for servomotors and stepper motors.

Loi de Paschen

La loi de Paschen, loi empirique énoncée par le physicien allemand Friedrich Paschen en 1889, indique que l'apparition d'un arc électrique dans un gaz, à un certain champ électrique de claquage (dit champ disruptif), est une fonction généralement non linéaire du produit de la pression du gaz par la distance entre les électrodes.

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Séances de cours associées (23)

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Robotique parallèle: Kinématique et applications

Couvre l'histoire, la cinématique et les applications de robots parallèles avec chaînes cinématiques fermées et tous les moteurs à la base, y compris le robot Delta et ses variantes.

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