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微执行器导论**********导论微执行器是MEMS 中重要组成部分，其作用是将能量由非机械的形式转换为机械能的形式。
鉴于MEMS 的微小化和尺寸效应，微执行器已不是简单的传统机械的缩小化，驱动方法 不同于传统机械。
可能有多种机制实现某一特定的执行器驱动。
例如，可以利用静电、磁力、压电、或热膨胀产生机械运动。
此外，还有很多执行器驱动方式：如气体力学、形变记忆合金、热膨胀、相变、电化学反应、能源燃烧、以及运动液体的摩擦阻力。
静电执行器静电驱动是MEMS 微执行器的主要驱动方式，根据物理中的库仑定律和平行板静电力的计算公式，有：两个带点分别为1q 、2q ，间距为r 的两个电荷之间产生带点静电力为2214r q q F πε=。
两块正对的长、宽分别为L 、W ，间距为d 的平行极板间的电容d WL C ε=，垂直于平行板的静电力为d WLU F d 22ε-=。
一种有趣的、具有很好精度的步进直线微机械执行器是被称为“尺蠖”的执行器。
其基本构思是：使用一个能弯曲的末端带有微小垂直挡板的金属板，当在金属板和衬底中掩埋的导体两端加电压时，金属板就向下弯曲，并将挡板向前推进一小段距离。
电压消失时，由于挡板和绝缘层表面摩擦力不对称，导致一定程度的运动调整，因而产生了金属板净位移。
重复这个周期，就能得到连续的、步进的直线运动。
图1 “尺蠖”执行器图2为TI公司研制成功的数字微镜（Digital Micromirror Devices）的单个微镜片结构。
DMD采用静电力驱动微镜片完成状态转换。
图 2 数字微镜静电驱动喷墨打印头首先是由Epson公司为开发商业打印机而提出的。
如图3，驱动过程是通过在电极板和压力板上施加一个直流电压，使压力板偏转并充墨。
当电压去掉时，压力板转回原位并将液滴从喷嘴推出。
由于其功耗较低，小于0.525mW/喷嘴，该器件以被开发用于电子计算机中。
图 3 静电驱动喷墨打印头梳状静电驱动器在光开关中经常被运用。
微执行器导论—读书笔记摘要：微执行器可用来产生力和机械运动，是微机电系统中的重要组成部分。
根据敏感源和执行方式的不同,微执行器主要分为静电执行器、热执行器、压电执行器、磁执行器等四大类。
本文从原理、制备及应用实例等方面分别对这几类执行器进行了详细的介绍，并简单总结了不同执行器的独特性能和优缺点。
1、简介MEMS技术的迅速发展带来了传感器和执行器的革命性变化。
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息，并按照一定规律将其转换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求.执行器可接收控制信息并对受控对象施加控制作用，主要用来产生机械运动、力和扭矩.传感器和执行器统称为换能器，利用换能器可以实现信号和能量的转换。
目前受到广泛关注的能量领域有电能、机械能、化学能、辐射能、磁能和热能.一个系统的能量可以有一个或多个不同的能量域组成,在不同环境下能量可以在各个能域之间进行转换.由于MEMS的微小化和小尺寸效应，微执行器并非是简单的传统机械的微型化,其驱动方式与传统机械大有不同,甚至会采用多种执行机制来实现特定功能的微执行器驱动.微执行器作为可动部分，其动作范围的大小、动作效率的高低、动作的可靠性等指标决定了系统的成败，它是微机电系统中最重要的环节。
在微执行器的设计和选择过程中，有以下几个标准必须考虑:(1）扭矩和力的输出能力;（2)位移范围;(3）动态响应速度和带宽;(4）材料来源及加工的难易程度；(5）功耗的能量的转换效率；(6）驱动偏置函数的线性位移;（7)交叉灵敏度和环境稳定性;（8)芯片占用面积等。
这些因素在很大程度上影响微执行器的性能、生产成本的高低以及商业化生产的程度等.因此，对微执行器的研究是微机电系统的核心内容，是超精密加工技术发展的关键技术基础。
2、执行器工作原理、分类及实例微执行器将能量由非机械能的形式转化为机械能，对于某种特定的执行器驱动，通常会有多种能量转换机制。
微执行器导论-读书笔记摘要:微执行器可用来产生力与机械运动,就是微机电系统中得重要组成部分、根据敏感源与执行方式得不同,微执行器主要分为静电执行器、热执行器、压电执行器、磁执行器等四大类、本文从原理、制备及应用实例等方面分别对这几类执行器进行了详细得介绍,并简单总结了不同执行器得独特性能与优缺点。
1、简介MEMS技术得迅速发展带来了传感器与执行器得革命性变化。
传感器就是一种检测装置,能感受到被测量得信息,并能将感受到得信息,并按照一定规律将其转换为电信号或其她所需形式得信息输出,以满足信息得传输、处理、存储、显示、记录与控制等要求。
执行器可接收控制信息并对受控对象施加控制作用,主要用来产生机械运动、力与扭矩。
传感器与执行器统称为换能器,利用换能器可以实现信号与能量得转换。
目前受到广泛关注得能量领域有电能、机械能、化学能、辐射能、磁能与热能。
一个系统得能量可以有一个或多个不同得能量域组成,在不同环境下能量可以在各个能域之间进行转换。
由于MEMS得微小化与小尺寸效应,微执行器并非就是简单得传统机械得微型化,其驱动方式与传统机械大有不同,甚至会采用多种执行机制来实现特定功能得微执行器驱动。
微执行器作为可动部分,其动作范围得大小、动作效率得高低、动作得可靠性等指标决定了系统得成败,它就是微机电系统中最重要得环节、在微执行器得设计与选择过程中,有以下几个标准必须考虑:(１)扭矩与力得输出能力;(２)位移范围;(3)动态响应速度与带宽;(4)材料来源及加工得难易程度;(5)功耗得能量得转换效率;(6)驱动偏置函数得线性位移;(7)交叉灵敏度与环境稳定性;(８)芯片占用面积等。
这些因素在很大程度上影响微执行器得性能、生产成本得高低以及商业化生产得程度等。
因此,对微执行器得研究就是微机电系统得核心内容,就是超精密加工技术发展得关键技术基础。
2、执行器工作原理、分类及实例微执行器将能量由非机械能得形式转化为机械能,对于某种特定得执行器驱动,通常会有多种能量转换机制。
