Microcapteurs résonants et électroniques associées : modélisation conjointe et optimisation

par Mélanie Descharles

Thèse de doctorat en Sciences Mécaniques, acoustique et électronique

Sous la direction de Hamid Kokabi.

Soutenue en 2011

à Paris 6 .


  • Résumé

    Parmi les MEMS utilisés pour la navigation inertielle, on distingue les accéléromètres à poutre vibrante (Vibrating Beam Accelerometer: VBA) et les gyromètres vibrants à effet Coriolis (Coriolis Vibrating Gyro: CVG). L'ONERA développe un microgyromètre vibrant piézoélectrique à effet Coriolis appelé VIG (Vibrating Integrated Gyro). Ce gyromètre fait interagir des physiques multiples et couplées (mécanique, piézoélectricité thermique). Il est alors nécessaire d'identifier les différents phénomènes mis en jeu qui limitent les performances du système. Cette étude présente une modélisation du système, appuyée sur des campagnes de mesure (structure mécanique et architecture électronique), afin d'améliorer des performances telles que la résolution, le facteur d'échelle, et tout particulièrement la stabilité de biais. La démarche s'organise en trois étapes. Dans un premier temps, nous avons réalisé un modèle détaillé de la structure vibrante du VIG. Après une validation fonctionnelle du modèle, les aspects piézoélectriques ainsi que les couplages de la structure sont intégrés au modèle afin d'obtenir une description complète de la structure vibrante du capteur. Ensuite, nous avons modélisé l'électronique du capteur en insistant sur les amplificateurs de charges et le problème de saturation de la sortie du gyromètre. Enfin, la dernière partie présente une analyse des performances, réalisée à l'aide du modèle, et met en évidence le problème de la stabilité du biais en température. Ce dernier travail débouche sur le développement d'une solution technique d'amélioration de la stabilité de biais d'un facteur cinq par une compensation active des couplages.

  • Titre traduit

    Resonator-based microsensors and attached electronics : joint modelling and optimization


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Informations

  • Détails : 1 vol. (171 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 163-171. 108 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2011 476
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