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Journal Européen des Systèmes Automatisés

1269-6935
Revues des Systèmes
 

 ARTICLE VOL 44/7 - 2010  - pp.727-742  - doi:10.3166/jesa.44.727-742
TITRE
Capteur de force résonant macroscopique pour la mesure de microforces

TITLE
Design of a monolithic resonant force sensor for microforce measurements

RÉSUMÉ

Cet article décrit le développement d’un capteur de force résonant monoaxe pour la
mesure de forces statiques dans la gamme du micronewton. Le corps d’épreuve monolithique,
de 20 mm x 20 mm x 1 mm, est synthétisé en s’appuyant sur une méthode numérique
d’optimisation multicritère permettant d’en maximiser les avantages géométrique et
mécanique. Des transducteurs piézoélectriques sont judicieusement disposés sur le corps
d’épreuve afin de mettre, d’une part, la structure mécanique en vibration et d’autre part afin
de mesurer les contraintes mécaniques extérieures lorsqu’un stimulus mécanique est appliqué
sur le corps d’épreuve. Les campagnes de calibration et de caractérisation menées ont permis
d’identifier une résolution de 0,4 nN.



ABSTRACT

This article deals with the development of an uniaxial resonant force sensor
dedicated for the measurement of static forces in the range of the micronewtons. The
20 mm x 20 mm x 1 mm monolithic supporting mechanism is synthesized using a numerical
multi-criteria optimization method which can maximize geometrical and mechanical
advantages. Some piezoelectric transducers are optimally placed on the structure in order to
locally produce excitations in the mechanical structure and to measure the mechanical
external stress. Calibration and characterization have shown that the reached resolution is
about 0.4 nN.



AUTEUR(S)
Baptiste BÉJUY, Mehdi BOUKALLEL, Mathieu GROSSARD, Gérard GAUTIER

MOTS-CLÉS
micromécatronique, métrologie, contrôle, capteur résonant, mesure de microforce, calibration.

KEYWORDS
micromechatronic, metrology, control, resonant sensor, microforce sensing, calibration.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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