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Capteurs résonants : principes généraux

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Dans cours

MICRO-330: Capteurs

Principes physiques et électronique utilisés dans les capteurs. Applications des capteurs. ...

Description

Cette séance de cours couvre les principes généraux des capteurs résonants, en se concentrant sur les résonateurs piézoélectriques. Les sujets abordés comprennent les oscillateurs mécaniques, les modèles équivalents de résonateurs mécaniques et piézoélectriques, l'analyse d'impédance et les applications dans la détection de température et la mesure de masse. L'instructeur explique le concept de facteur de qualité, la réponse en fréquence des oscillateurs piézoélectriques et l'équation de Sauerbrey pour la résolution de masse.

Enseignant·e·s (3)

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.

Giovanni Boero

Expertise Nuclear magnetic resonance (NMR), Electron spin resonance (ESR), Ferromagnetic resonance (FMR), RF/MW discrete and integrated electronics, Magnetic sensors, Noise phenomena. Born in Genova (Italy). Married with two children. Speaks italian, english, french.Workplaces:1996-present: Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland.1994-1996: Organization Europeenne pour la Recherche Nucleaire (CERN),Geneva,Switzerland.1993-1995: Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Bat

Herbert Shea

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Myoung Ju Kim, Xintong Tong, Huapeng Zhang, Rohit Kadungamparambil John, Yichi Luo, Lucas Aurélien Jourdan, Ayana Mizutani, Donghyun Kim A dirigé les thèses EPFL de Michael Bodendorfer, Renato Krpoun, Samuel Rosset, Muhamed Niklaus, Kaustav Ghose, Samin Akbari, Vinu Lalgudi Venkatraman, Luc Maffli, Simon Dandavino, Tobias Bandi, Subha Chakraborty, Pietro Romano, Alexandre Poulin, Marianna Fighera, Nadine Besse, Alexis Pierre Henri Marette, Reto Wiesendanger, Fr

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Concepts associés (32)

Resonator

A resonator is a device or system that exhibits resonance or resonant behavior. That is, it naturally oscillates with greater amplitude at some frequencies, called resonant frequencies, than at other frequencies. The oscillations in a resonator can be either electromagnetic or mechanical (including acoustic). Resonators are used to either generate waves of specific frequencies or to select specific frequencies from a signal. Musical instruments use acoustic resonators that produce sound waves of specific tones.

Oscillateur (électronique)

vignette|Un oscillateur intégré à quartz. Un oscillateur électronique est un circuit dont la fonction est de produire un signal électrique périodique, de forme sinusoïdale, carrée, en dents de scie, ou quelconque. L'oscillateur peut avoir une fréquence fixe ou variable. Il existe plusieurs types d'oscillateurs électroniques ; les principaux sont : oscillateurs à circuit LC et un étage amplificateur, HF le plus souvent ; oscillateurs à déphasage avec étage RC, qui délivrent des signaux sinusoïdaux : l'exemple-type est l'oscillateur à pont de Wien ; générateur de créneaux ; oscillateur à quartz, très stable et de haute précision grâce à des résonateurs à micro-onde ; ils sont utilisés dans les horloges atomiques.

Oscillateur harmonique

Un oscillateur harmonique est un oscillateur idéal dont l'évolution au cours du temps est décrite par une fonction sinusoïdale, dont la fréquence ne dépend que des caractéristiques du système et dont l'amplitude est constante. Ce modèle mathématique décrit l'évolution de n'importe quel système physique au voisinage d'une position d'équilibre stable, ce qui en fait un outil transversal utilisé dans de nombreux domaines : mécanique, électricité et électronique, optique. Il néglige les forces dissipatives (frottement par exemple).

Quartz (électronique)

En électronique, un quartz est un composant électronique qui possède comme propriété utile d'osciller à une fréquence stable lorsqu'il est stimulé électriquement. Les propriétés piézoélectriques remarquables du minéral de quartz permettent d'obtenir des fréquences d'oscillation très précises, qui en font un élément important en électronique numérique ainsi qu'en électronique analogique. Les propriétés piézoélectriques du quartz qui sont à la base de son emploi en électronique sont découvertes par les frères Pierre et Jacques Curie en 1880 : le cristal leur sert d'abord de détecteur des très faibles impulsions électriques.

Oscillation

Une oscillation est un mouvement ou une fluctuation périodique autour d'une position d'équilibre stable. Les oscillations sont soit régulières (périodiques) soit décroissantes (amorties). Elles répondent aux mêmes équations quel que soit le domaine. Une oscillation est une "variation d'une grandeur mécanique, électrique, caractérisée par un changement périodique de sens". Le cycle d'une oscillation est le temps écoulé entre deux passages successifs par la position d'équilibre.

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Séances de cours associées (64)

Cavités et résonateurs: Fondements et applications

Explore les fondamentaux des cavités et des résonateurs, couvrant des sujets tels que les oscillateurs harmoniques amortis, la réponse de la fréquence des cavités et le couplage avec les lignes de transmission.

Résonateurs MEMS: Types et applications

Explore les résonateurs MEMS, leurs types, leurs applications et leurs mesures de performance dans les systèmes de communication et les dispositifs de chronométrage.

Oscillateur harmonique forcé

Explore les oscillateurs harmoniques forcés, la résonance, les conditions initiales et les principes de conservation des collisions.

Résonateurs et oscillateurs MEMS

Explore les résonateurs et les oscillateurs MEMS, l'intégration CMOS, la stabilité de fréquence, la compensation de dérive de température, l'emballage des résonateurs et les structures avancées des résonateurs.

Systèmes laser

Couvre les concepts fondamentaux du fonctionnement du laser, y compris la théorie de la dispersion, le gain et les résonateurs, différents types de systèmes laser, les caractéristiques du bruit, les fibres optiques, les lasers ultrarapides et la conversion de fréquence non linéaire.

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Concepts associés (32)

Resonator

Oscillateur (électronique)

Oscillateur harmonique

Quartz (électronique)

Oscillation

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