Tesi di laurea magistrale dal titolo "Progettazione, caratterizzazione e realizzazione di uno scanner unidirezionale, linearizzato con sensore di posizione"

The document develops the phases of a piezoelectric actuator's planning with a displacement amplification mechanism. This characteristic is ensured by the particular geometry, which is equipped of a circular symmetrically flexure hinges. The finite element method was used to determine the increase of the displacement obtained by coupling; the piezoelectric actuator effects were coupled to mechanical effects. Finally, to characterize the prototype, were estimated: the maximum stroke as a function of the supply voltage of the piezoelectric element, the resonance frequencies and the hysteresis- nonlinearity of its own device. These measurements were carry out by the Biojerker experimental instrument using a atomic force microscopy technology in contact-mode technique. Comparing the experimental and the theoretical data it was possible to prove the fairness of the analysis FEM and system built.

Il documento sviluppa le fasi volte alla progettazione di un movimentatore piezoelettrico costituito da un meccanismo di amplificazione dello spostamento. Tale caratteristica è garantita da una particolare geometria, la quale è munita di un flexure hinges a profilo circolare simmetrico. Il metodo agli elementi finiti è stato utilizzato per determinare l'incremento dello spostamento ottenibile; sono stati accoppiati gli effetti piezoelettrici propri dell'attuatore agli effetti meccanici. Infine, per caratterizzare il prototipo realizzato, sono state stimate: la corsa massima in funzione della tensione di alimentazione del piezoelettrico, le frequenze di risonanza e l'isteresi-non linearità propria del dispositivo. Tali misure sono state effettuate utilizzando lo strumento sperimentale Biojerker, mediante la tecnica utilizzata nella microscopia a forza atomica (AFM) denominata "contact-mode". Dal confronto dei dati sperimentali e dei dati teorici è stato possibile comprovare la bontà del sistema simulato e realizzato.