Układy sterowania i przetwarzania sygnału z dźwigni piezorezystywnych wzbudzanych elektromagnetycznie

• Autorzy: Kopiec D. , Sierakowski A. , Rudek M. , Majstrzyk W. , Grabiec P. , Gotszalk T.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-164

Warianty tytułu

EN

Driving and acquisition systems for electromagnetically actuated piezoresistive microcantilevers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono dźwignie mikromechaniczne integrujące w swojej strukturze piezorezystywny detektor ugięcia oraz aktuator wychylenia. Tego rodzaju dźwignie mikromechaniczne stanowią atrakcyjne narzędzia stosowanie w mikro- i nanoskali do pomiarów bardzo małych sił, zmian masy, wychyleń, lepkości. Zintegrowany detektor oraz aktuator dają możliwość konstruowania mniej skomplikowanych systemów pomiarowych niż układy bazujące na optycznych oraz interferometrycznych detektorach wychylenia, zapewniając przy tym tak samo duże rozdzielczości pomiaru ugięcia. Zaprezentowane zostały również układy elektroniczne pełniące rolę urządzeń pomiarowych oraz sterujących pracą mikrostruktury. Wykorzystanie siły Lorentza umożliwia kontrolowane oraz powtarzalne manipulacje w nanoskali, z rozdzielczością dziesiątków nanometrów.

EN

The paper presents an micromechanical probe with integrated piezoresistive deflection detector and actuator deflection in its structure. Such micromechanical probes are attractive tools to use in micro- and nanoscale to measure very small forces, changes in weight, deflection, viscosity. Integrated detector and actuator allow to construct less complex measurement systems than systems based on optical and interferometric deflection detector, while ensuring the same high resolution measurement of deflection. Electronic circuits act as measuring devices, and controling the operation of the microstructure were also presented. The use of the Lorentz force allows controlled and reproducible manipulation at the nanoscale, with a resolution of tens of nanometers.

Słowa kluczowe

PL

mikrodźwignia; piezorezystor; siła Lorentza; aktuator

EN

microcantilever; piezoresistor; Lorentz Force; actuator

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 10
• Strony: 26--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kopiec D.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Sierakowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Rudek M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Majstrzyk W.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

autor

Grabiec P.

• Instytut Technologii Elektronowej, Warszawa

autor

Gotszalk T.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki

Bibliografia

• [1] Boisen, Anja, et al.” Environmental sensors based on micromachined cantilevers with integrated read-out.” Ultramicroscopy 82. 1 (2000): 11–16.
• [2] Hosaka, Sumio, et al.” Possibility of a femtogram mass biosensor using a self-sensing cantilever.” Current Applied Physics 6. 3 (2006): 384–388.
• [3] Harley J. A., and T. W. Kenny.” High-sensitivity piezoresistive cantilevers under 1000 Ĺ thick.” Applied Physics Letters 75. 2 (1999): 289–291.
• [4] A. Sierakowski, D. Kopiec, P. Janus, M. Ekwinska, M. Płuska, P. Grabiec, T. Gotszalk. „Piezoresistive cantilever working in a shear force mode for in situ characterization of exposed micro- and nanostructures.” Measurement Science and Technology, vol. 25 2014.
• [5] K. Nieradka et. al, Fabrication and characterization of electromagnetically actuated microcantilevers for biochemical sensing, parallel AFM and nanomanipulation, Microelectronic Engineering, Volume 98, October 2012, Pages 676–679 s.
• [6] Kopiec D., Nieradka K., Rudek M., Gajewski K., Sierakowski A., Grabiec P.,... & Gotszalk T. (2013). Pomiar szumów piezorezystywnych przetworników mikromechanicznych. Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania, 54 (10), 51–55.
• [7] Bronaugh, E. L., Helmholtz coils for calibration of probes and sensors: limits of magnetic field accuracy and uniformity, Electromagnetic Compatibility, 1995. Symposium Record., 1995 IEEE International Symposium on, vol., no., pp. 72, 76, 14–18 Aug 1995.
• [8] http://www.sios.de/karta katalogowa wibrometru SIOS SP-S120.
• [9] Jóźwiak G., P. Zawierucha, D. Kopiec, T. P. Gotszalk: Analiza szumów w mikro-mechanicznych czujnikach rezonansowych. Przegląd Elektrotechniczny. Rok 86, nr 10, s. 36–39, 2010.