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Séance de cours

Capteurs piézoélectriques: Quantités mécaniques et électriques

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 les principes des capteurs piézoélectriques, en se concentrant sur les quantités mécaniques et électriques. Il traite des composantes du stress, de la polarisation et des coefficients piézoélectriques, avec des exemples utilisant des matériaux comme le quartz et la céramique.

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 (32)

Piézoélectricité

La piézoélectricité (du grec πιέζειν, piézein, presser, appuyer) est la propriété que possèdent certains matériaux de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables. Le premier est appelé effet piézoélectrique direct ; le second effet piézoélectrique inverse. Cette propriété trouve un très grand nombre d’applications dans l’industrie et la vie quotidienne.

Tenseur des contraintes

Le tenseur des contraintes est un tenseur d'ordre 2 utilisé en mécanique des milieux continus pour caractériser l'état de contrainte, c'est-à-dire les efforts intérieurs mis en jeu entre les portions déformées d'un milieu. Le terme a été introduit par Cauchy vers 1822. Comme les efforts intérieurs sont définis pour chaque surface coupant le milieu (on parle d'ailleurs également d'efforts surfaciques), le tenseur est défini localement, en chaque point du solide. L'état de contrainte du solide est donc représenté par un champ tensoriel.

Contrainte (mécanique)

vignette|Lignes de tension dans un rapporteur en plastique vu sous une lumière polarisée grâce à la photoélasticité. En mécanique des milieux continus, et en résistance des matériaux en règle générale, la contrainte mécanique (autrefois appelée tension ou « fatigue élastique ») décrit les forces que les particules élémentaires d'un milieu exercent les unes sur les autres par unité de surface. Ce bilan des forces locales est conceptualisé par un tenseur d'ordre deux : le tenseur des contraintes.

Matériau

vignette|Grandes classes de matériaux. Les matériaux minéraux sont des roches, des céramiques ou des verres. Les matériaux métalliques sont des métaux ou des alliages. Un matériau est toute matière utilisée pour réaliser un objet au sens large. Ce dernier est souvent une pièce d'un sous-ensemble. C'est donc une matière sélectionnée à l'origine en raison de propriétés particulières et mise en œuvre en vue d'un usage spécifique.

Polarisation (diélectrique)

La polarisation (ou plus précisément le vecteur polarisation) est une grandeur physique macroscopique vectorielle utilisée dans l'étude des propriétés des matériaux diélectriques. Elle désigne la densité volumique de moment dipolaire électrostatique. Son unité dans le Système international est le C/m. Ce concept a été introduit par Faraday alors qu'il étudiait le comportement des isolants électriques dans des champs électrostatiques. Dans un diélectrique parfait, il n'existe pas de charges électriques libres.

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Séances de cours associées (38)

Contraintes normales: Stress interne et contrainte

Introduit des contraintes internes et des contraintes, des propriétés de matériaux et des considérations de conception pour les charges axiales et le cisaillement direct.

Tests mécaniques : mécanique des fissures et des creeps

Explore les tests de fluage, la déformation et la mécanique des fractures dans les tests mécaniques.

Propriétés électriques des matériaux

Explore les propriétés électriques et magnétiques des matériaux, y compris la conductivité, la résistivité, les isolants et les dipôles dans les champs électriques.

Critères de rendement pour les matériaux ductiles

Couvre les mesures de déformation, les conditions de déformation planes et les critères de rendement pour les matériaux ductiles.

Mécanique solide : modélisation et simulation

Couvre les fondamentaux de la mécanique solide et des techniques de modélisation pour l'analyse des contraintes.

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Tenseur des contraintes

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Matériau

Polarisation (diélectrique)

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