Väitöstilaisuus Oulun yliopistossa

Väittelijä

Diplomi-insinööri Mikko Leinonen

Tiedekunta ja yksikkö

Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, sähkötekniikan osasto
0294 480 000

Oppiaine

Mikroelektroniikka

Väitöstilaisuus

26.6.2015 12:00

Väitöstilaisuuden paikka

Linnanmaa, OP-sali (L10)

Aihe

Elementtimenetelmän ja vastinpiirien käyttö pietsosähköisten aktuaattorien ja energiankorjuukomponenttien dynamiikan suunnittelussa

Vastaväittäjä

Tohtori Mark Stewart, National Physical Laboratory, UK

Kustos

Dosentti Jari Juuti, Oulun yliopisto

Pietsosähköisten toimilaitteiden ja energiankorjuukomponenttien suunnittelu elementtimenetelmän ja vastinpiirien avulla

Väitöstyön tavoitteena oli yhdistää elementtimenetelmä (FEM) ja piensignaalimallit pietsosähköisten aktuaattoreiden ja energiankorjuukomponenttien suunnittelussa ja tutkia niiden taajuuskäyttäytymistä.

Työssä tutkittiin Fabry Perot-tyyppisen optisen suodattimen taajuuskäyttäytymistä. Komponentista luotiin simulointimalli, jonka avulla parametrisoitiin piensignaalimalli. Piensignaalimallia puolestaan käytettiin peilin massan aiheuttaman taajuussiirtymän ennakointiin.

Lisäksi tutkittiin kahta erilaista laajakaistaista energiankorjuukomponenttia. Komponentit valmistettiin kahdella eri valmistustekniikalla ja komponenttien suorituskyky mitattiin. Tulosten perusteella kehitettiin laskentamenetelmä toleranssien aiheuttaman suorituskyvyn heikkenemisen kompensointiin.

Lopuksi tutkittiin kenkään asennettavan energiankeräimen suorituskyvyn mallintamista FEM-menetelmällä. Simulointimallilla pystyttiin laskemaan cymbal-tyyppisen komponentin energian tuotto hyvin tarkasti. Simulointimallin tuottama energia poikkesi vain 7 prosenttia mitatusta energiantuotosta alle 1,3 mm liikkeillä.

Työn tulokset auttavan suunnittelemaan pietsosähköisiä komponentteja sovelluksiin, joissa vaaditaan taajuuskäyttäytymisen tarkkaa hallintaa. Lisäksi tulokset auttavat ymmärtämään syvällisemmin cymbal-tyyppisten komponenttien käyttäytymistä suurten suhteellisten venymien alaisuudessa.  

Väitöskirja

Viimeksi päivitetty: 16.6.2015