7. Bố cục của luận án
2.3Xác định đáp ứng của vi chấp hành tĩnh điện răng lược
Khi các vi chấp hành làm việc ở tần số thấp (nhỏ hơn 100Hz) ta có thể sử dụng phương trình cân bằng tĩnh để xác định chuyển vị. Trên thực tế, vi chấp hành ECA dẫn động các hệ thống như các bộ vi cộng hưởng, vi con quay hồi chuyển, vi mô tơ… luôn làm việc trong trạng thái động. Trong trường hợp này, phương trình vi phân chuyển động (2.18) sẽ được sử dụng để xác định đáp ứng chuyển vị của vi chấp hành (bằng chuyển vị của thanh đẩy).
Đối tượng nghiên cứu cụ thể trong mục này là vi chấp hành ECA có răng lược hình chữ nhật truyền thống và hệ dầm là các cặp dầm thẳng đối xứng. Hệ thống chuyển động trong mặt phẳng Oxy (Hình 2.3). Tổng lực tĩnh điện trên phương y của N răng lược di động tác dụng lên thanh đẩy được suy ra từ công thức lực tĩnh điện tiếp tuyến
(2.17), có dạng: 2 0 0 y Nh F U g (2.63) trong đó:
- h là chiều dày lớp cấu trúc (tương đương chiều rộng răng lược b); - g0 là khe hở giữa bề mặt bản tụ di động và cố định.
Như vậy, lực tĩnh điện phụ thuộc vào các tham số cấu tạo như số răng lược di động
N, chiều dày lớp cấu trúc h, khe hở giữa bề mặt răng lược cố định và di động g0, môi trường làm việc và điện áp dẫn. Do các tham số cấu tạo đối với một vi chấp hành đã được thiết kế là cố định và môi trường làm việc đã được xác định. Nên quy luật thay đổi của lực tĩnh điện phụ thuộc rất lớn vào quy luật đặt điện áp dẫn như giá trị, dạng biên độ và tần số. Trong thực tế sử dụng, hai quy luật điện áp thường được dùng để dẫn động vi chấp hành tĩnh điện răng lược là xung vuông và xung hình sin.
41