L ỜI CẢM ƠN
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án
3.1.1 Cấu trúc và nguyên lý làm việc
Cấu trúc của bộ vi chấp hành điện nhiệt chữV được mô tảnhư trên Hình 3.1. Cấu tạo của bộ vi chấp hành gồm ba phần chính: thanh đẩy ①, hệ dầm nghiêng ② và các
điện cực cố định ③. Thanh đẩy ở trung tâm của bộ chấp hành và được treo bởi hệ
dầm đối xứng có dạng chữ V. Các thanh dầm tạo với phương OX một góc nghiêng θ
(đểđịnh hướng chuyển động) và đầu còn lại của dầm ngàm với hai điện cực cốđịnh.
Hình 3.1 Cấu trúc bộ chấp hành điện nhiệt chữ V
Các kích thước trên hình vẽ bao gồm:
- L, w và h lần lượt là chiều dài, chiều rộng và chiều dày của một dầm đơn;
- Lsvà ws lần lượt là chiều dài và chiều rộng của thanh đẩy;
- ga là khe hở giữa lớp cấu trúc và lớp nền (bằng chiều dày lớp đệm SiO2). - db là khoảng cách giữa các dầm.
Nguyên lý làm việc. Khi đặt điện áp vào hai điện cực ③ sẽcó dòng điện chạy qua các thanh dầm mảnh và sinh nhiệt. Các dầm sẽ nóng lên và dãn nở dài theo phương
dọc trục tạo thành hợp lực đẩy thanh đẩy chuyển động theo phương OY. Khi ngắt điện áp, nhiệt độ trên các thanh dầm giảm dần về nhiệt độmôi trường làm cho dầm co lại
64 và kéo thanh đẩy về vị trí ban đầu.
Đối với bộ vi chấp hành điện nhiệt chữ V, nhiệt độ trên các mặt cắt khác nhau
thường là khác nhau khi cấp điện áp dẫn. Việc xác định được phân bố nhiệt độ trong các cặp dầm chữ V là hết sức cần thiết, là cơ sởđểxác định độdãn dài cũng như lực dãn nở nhiệt của hệ dầm. Các phương pháp toán học thường được dùng để mô tả quá
trình trao đổi nhiệt trên dầm như: phương pháp giải tích trực tiếp, phương pháp sai
phân hữu hạn, phương pháp phần tử hữu hạn, v.v…Trong chương này luận án sẽ giới thiệu phương pháp giải tích và sai phân hữu hạn, trong đó phương pháp sai phân hữu hạn sẽđược lựa chọn là phương pháp chính cho các tính toán liên quan đến vi chấp
hành điện nhiệt chữ V.