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Séance de cours

Capteurs capacitifs : principe du gyroscope

Dans cours

EE-511: Sensors in medical instrumentation

Fundamental principles and methods used for physiological signal conditioning. Electrode, optical, resistive, capacitive, inductive, and piezoelectric sensor techniques used to detect and convert physiological information to electrical signals. Medical dev ...

Description

Cette séance de cours couvre le principe des gyroscopes, en mettant l'accent sur la force de Coriolis, le mode d'activation de la force capacitive et le mode de détection de capacité différentielle. Il explique le fonctionnement des gyroscopes à effet capacitif dans la technologie MEMS.

Enseignant·e·s (2)

Kamiar Aminian

Kamiar Aminian received the M.S. degree in electrical engineering in 1982, the Ph.D degree in biomedical engineering in 1989 and the Postgraduate degree on technical computing in 1993 from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). He was assistant professor (1994-1996) with Sharif University of Technology (Tehran). He joint EPFL in 1996 where he is currently Professor of medical instrumentation and the director of the Laboratory of Movement Analysis and Measurement in the Institute of Bioengineering of EPFL. His research interests include methodologies for human movement monitoring and analysis in real world conditions mainly based on wearable technologies and inertial sensors with emphasis on gait, physical activity and sport. His research aims to perform outcome evaluation in orthopaedics, to improve motor function and intervention programs in aging and patients with movement disorders and pain, and to identify metrics of performance in sport science. Kamiar Aminian is a member of the International Society of Posture and Gait Research, the Institute of Electrical and Electronics Engineers, the European Society of Movement Analysis in Adults and Children, the Prevention of fall Network Europe, the Intentional Society of Biomechanics and the President of the 3D analysis of the human movement group. He is author or co-author of more than 450 scientific papers published in reviewed journals and presented at international conferences and holds 10 patents related to medical devices. Full CV ORCID

Anisoara Ionescu

Source officielle

Concepts associés (24)

Vibrating structure gyroscope

A vibrating structure gyroscope, defined by the IEEE as a Coriolis vibratory gyroscope (CVG), is a gyroscope that uses a vibrating structure to determine the rate of rotation. A vibrating structure gyroscope functions much like the halteres of flies (insects in the order Diptera). The underlying physical principle is that a vibrating object tends to continue vibrating in the same plane even if its support rotates. The Coriolis effect causes the object to exert a force on its support, and by measuring this force the rate of rotation can be determined.

Force de Coriolis

La force de Coriolis est une force inertielle agissant perpendiculairement à la direction du mouvement d'un corps en déplacement dans un milieu (un référentiel) lui-même en rotation uniforme, tel que vu par un observateur partageant le même référentiel. Cette « force » est nommée ainsi en l'honneur de l'ingénieur français Gaspard-Gustave Coriolis. Elle n'est pas une « force » au sens strict, soit l'action d'un corps sur un autre, mais plutôt une force fictive résultant du mouvement non linéaire du référentiel lui-même.

Gyroscope

Un gyroscope (du grec « qui observe la rotation ») est un appareil constitué d'un disque dont l'axe de rotation est libre de prendre toutes les orientations possibles grâce à un système de cardans. Cet appareil exploite le principe de la conservation du moment cinétique en physique (ou encore stabilité gyroscopique ou effet gyroscopique). Cette loi fondamentale de la mécanique veut qu'en l'absence de couple appliqué à un solide en rotation autour d'un de ses axes principaux, celui-ci conserve son axe de rotation invariable.

Gyrolaser

Un gyromètre laser ou gyrolaser est un capteur de vitesse angulaire (gyromètre) mettant en œuvre un rayon laser. Celui-ci parcourt un circuit optique dans les deux sens, l’interférence des deux rayons observée traduit la vitesse de rotation de l’ensemble. Le gyromètre laser est un capteur capable de mesurer une vitesse angulaire dans un plan. En associant trois gyromètres, il est possible de mesurer la vitesse angulaire d'un mobile dans l'espace. Cette mesure est utilisée dans les centrales à inertie qui équipent certains navires, avions, satellites, sous-marins.

Force d'inertie

Une force d'inertie, ou inertielle, ou force fictive, ou pseudo-force est une force apparente qui agit sur les masses lorsqu'elles sont observées à partir d'un référentiel non inertiel, autrement dit depuis un point de vue en mouvement accéléré (en translation ou en rotation). La force d'inertie est donc une résistance opposée au mouvement par un corps, grâce à sa masse. L'équation fondamentale de la dynamique, dans la formulation initiale donnée par Newton, est valable uniquement dans des référentiels inertiels (dits aussi galiléens).

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