Mechanischer „Operationsverstärker“ mit elektrostatischer Anti- Feder

Abstract:
Dieser Beitrag stellt einen kraftkompensierten mikromechanischen MEMS-Verstärker vor, der elektrostatische „Anti-Federn“ zur aktiven Steuerung der Eingangssteifigkeit nutzt. Durch eine serielle Hebelstruktur werden Eingangsverschiebungen verstärkt, wobei negative Federkonstanten der Anti-Feder durch eine angelegte Gleichspannung eingestellt werden. Es wird gezeigt, wie sich die Eingangssteifigkeit so von 105 N/m auf 6,8 N/m reduzieren lässt. Das System kann zudem als abstimmbarer Kraftsensor verwendet werden. Die Modellierung, das Design und die Herstellung des Verstärkers sowie experimentelle Validierungen werden vorgestellt.