微機(jī)械電子學(xué)

內(nèi)容概要

本書(shū)描述了微機(jī)械電子學(xué)領(lǐng)域中固態(tài)致動(dòng)器裝置的基礎(chǔ)理論、實(shí)際應(yīng)用材料、致動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)／控制技術(shù)以及典型應(yīng)用實(shí)例，討論了該學(xué)科領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。全書(shū)內(nèi)容如下：第1章描述微機(jī)械電子學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；第2～4章覆蓋了相關(guān)的理論基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)用材料以及設(shè)計(jì)制造中的注意事項(xiàng)；第5章描述驅(qū)動(dòng)／控制技術(shù)；第6章描述致動(dòng)器的建模、損耗和發(fā)熱問(wèn)題；第7章介紹有限元分析的方法；第8～10章介紹三種類(lèi)型裝置的具體應(yīng)用；第11章介紹在當(dāng)代科技和經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下微機(jī)械電子學(xué)的未來(lái)發(fā)展。    本書(shū)適合高等院校微機(jī)械電子學(xué)領(lǐng)域本科生、研究生、專(zhuān)業(yè)教師和該領(lǐng)域的科技人員參考使用。

作者簡(jiǎn)介

Jayne R.Giniewicz是賓夕法尼亞州的印第安納大學(xué)（IPU）的物理學(xué)副教授。在1992年加入IPU物理系之前，Jayne R.Giniewicz博士是賓夕法尼亞州立大學(xué)材料研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員和研究生，期間她獲得了固態(tài)理論的理科碩士學(xué)位（1985）和博士學(xué)位（1991）。1987年，她以訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者的身份，在東京的索菲亞大學(xué)和Kenji Uchino研究組一起工作。她參與了用于實(shí)現(xiàn)高分辨率投影技術(shù)的電光快門(mén)陣列的開(kāi)發(fā)，該項(xiàng)目由富士通總公司和川崎有限公司資助；她還參與制作了部分Kenji Uchino教授的關(guān)于致動(dòng)裝置的教學(xué)錄像。此外，她還是材料研究協(xié)會(huì)、希格瑪西研究會(huì)、匹茲堡衍射學(xué)會(huì)及美國(guó)物理學(xué)會(huì)的會(huì)員。
    Jayne R.Giniewicz博士主要研究領(lǐng)域?yàn)樾滦凸δ懿牧虾蛷?fù)合物結(jié)構(gòu)特性，尤其是其鐵電、機(jī)電及電光學(xué)特性和應(yīng)用。她一直從事并推動(dòng)新型弛豫鐵電材料、鐵電固溶體系統(tǒng)和新型壓電復(fù)合系統(tǒng)的研究工作，以及在賓夕法尼亞州的IPU物理教學(xué)的教育評(píng)估和課堂主動(dòng)學(xué)習(xí)的策略的研究。
    作為壓電致動(dòng)器研究的先驅(qū)，Kenji Uchino是致動(dòng)器和傳感器國(guó)際中心的主任，賓夕法尼亞州立大學(xué)電氣工程教授。目前，他在賓夕法尼亞州立大學(xué)開(kāi)設(shè)研究生課程：鐵電體裝置和微機(jī)械電子學(xué)，采用的本教材和課本《鐵電體裝置》由Mareel Dekker公司于2000年出版。
    Kenji Uchino在東京工業(yè)大學(xué)獲得博士學(xué)位后，成為該校物理電子系的助理研究員，1985年為上智大學(xué)（東京）物理系的副教授，1991年到賓夕法尼亞州立大學(xué)。1986～1988年，Kenji Uchino教授擔(dān)任NASDA（日本）的航天飛機(jī)應(yīng)用委員會(huì)會(huì)員；1992～1994年，他擔(dān)任了NF電子儀器（美國(guó)）的副總裁?，F(xiàn)在，他已經(jīng)是美國(guó)、日本、歐洲等八十多家研發(fā)與制造壓電致動(dòng)器的廠(chǎng)家的顧問(wèn)。1986年以來(lái)，他一直是由日本政府（MITI）資助一部分的智能致動(dòng)器／傳感器研究委員會(huì)主席。此外，他是美國(guó)陶瓷學(xué)會(huì)的董事，IEEE、日本材料研究學(xué)會(huì)和應(yīng)用物理學(xué)會(huì)的會(huì)員。他還擔(dān)任了《高性能材料（克呂韋爾學(xué)術(shù)）》期刊的執(zhí)行副主編，《智能材料與結(jié)構(gòu)體系》期刊和日本《應(yīng)用物理》期刊的副主編。
    Kenji Uchino教授的研究涉及固態(tài)物理學(xué)，主要側(cè)重于電介質(zhì)、鐵電體和壓電材料研究。特別是在這一領(lǐng)域，他針對(duì)新材料、裝置設(shè)計(jì)和制造工藝的性能開(kāi)發(fā)了固態(tài)致動(dòng)器，并應(yīng)用于精確定位器、超聲波電機(jī)以及高頻振蕩器中。他共撰寫(xiě)了論文300篇，著作40本，獲得了與陶瓷致動(dòng)器相關(guān)的專(zhuān)利19項(xiàng)。
    Kenji Uchino教授還獲得過(guò)多項(xiàng)學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)，包括賓夕法尼亞州立大學(xué)工程學(xué)會(huì)頒發(fā)的杰出研究獎(jiǎng)和日產(chǎn)研究獎(jiǎng)學(xué)金。除了他的學(xué)術(shù)成果，他還是KERAMOS（國(guó)際專(zhuān)業(yè)陶瓷工程學(xué)會(huì)）的榮譽(yù)會(huì)員。此外，日本科學(xué)電影節(jié)（1989）上，表彰他在幾個(gè)教育錄影帶中制作壓電致動(dòng)器的科學(xué)紀(jì)錄片獲得了最佳電影紀(jì)錄片獎(jiǎng)。

書(shū)籍目錄

譯者序前言符號(hào)表教學(xué)進(jìn)度安排預(yù)備知識(shí)第1章  致動(dòng)器和微機(jī)械電子學(xué)的當(dāng)前趨勢(shì)  1.1  對(duì)新型致動(dòng)器的需求  1.2  微定位的傳統(tǒng)方法  1.3  固態(tài)致動(dòng)器概述  1.4  重要設(shè)計(jì)概念和本書(shū)結(jié)構(gòu)第2章  場(chǎng)致張力的理論描述  2.1  鐵電性  2.2  電場(chǎng)感應(yīng)應(yīng)變的微觀(guān)描述  2.3  壓電性的張量／矩陣描述  2.4  鐵電和反鐵電現(xiàn)象的理論描述  2.5  磁致伸縮現(xiàn)象學(xué)  2.6  鐵電疇的再取向  2.7  鐵電體中的晶粒大小和電場(chǎng)感應(yīng)應(yīng)變第3章  致動(dòng)器材料  3.1  實(shí)用致動(dòng)器材料  3.2  壓電換能器的品質(zhì)因數(shù)  3.3  電致伸縮應(yīng)變與溫度的關(guān)系  3.4  響應(yīng)速度  3.5  致動(dòng)器的機(jī)械特性第4章  陶瓷致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及制造方法  4.1  陶瓷和單晶體的制造  4.2  裝置設(shè)計(jì)  4.3  電極材料  4.4  市場(chǎng)上現(xiàn)有的壓電致動(dòng)器和電致伸縮致動(dòng)器第5章  壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)／控制技術(shù)  5.1  壓電致動(dòng)器的分類(lèi)  5.2  反饋控制  5.3  脈沖驅(qū)動(dòng)  5.4  諧振驅(qū)動(dòng)  5.5  微機(jī)電系統(tǒng)的傳感器和特殊元器件第6章  損耗機(jī)理與發(fā)熱  6.1  壓電體的遲滯和損耗  6.2  壓電體中的發(fā)熱  6.3  硬性和軟性壓電材料第7章  壓電結(jié)構(gòu)有限元法簡(jiǎn)介  7.1  背景知識(shí)  7.2  定義問(wèn)題的方程  7.3  有限元法的應(yīng)用第8章  伺服位移傳感器的應(yīng)用  8.1  變形鏡  8.2  顯微鏡載物臺(tái)  8.3  高精度線(xiàn)性位移裝置  8.4  伺服系統(tǒng)  8.5  VCR（錄像機(jī)）磁頭跟蹤致動(dòng)器  8.6  振動(dòng)抑制和噪聲消除系統(tǒng)第9章  脈沖驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)用  9.1  成像系統(tǒng)的應(yīng)用  9.2  尺蠖裝置  9.3  點(diǎn)陣打印機(jī)機(jī)頭  9.4  噴墨打印機(jī)  9.5  壓電繼電器  9.6  自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)第10章  超聲波電機(jī)的應(yīng)用  10.1  超聲波電機(jī)的概述及分類(lèi)  10.2  駐波電機(jī)  10.3  混合模態(tài)電機(jī)  10.4  行波電機(jī)  10.5  模態(tài)旋轉(zhuǎn)電機(jī)  10.6  不同超聲波電機(jī)的性能比較  10.7  微型步行機(jī)械  10.8  超聲波電機(jī)速度和推力的計(jì)算  10.9  設(shè)計(jì)超聲波電機(jī)的要點(diǎn)  10.10  超聲波電機(jī)的其他應(yīng)用  10.11  磁電機(jī)  10.12  超聲波電機(jī)的可靠性第11章  微機(jī)械電子系統(tǒng)中陶瓷致動(dòng)器的展望  11.1  從專(zhuān)利統(tǒng)計(jì)看發(fā)展趨勢(shì)  11.2  壓電致動(dòng)器／超聲波電機(jī)市場(chǎng)  11.3  致動(dòng)器設(shè)計(jì)的未來(lái)趨勢(shì)索引

圖書(shū)封面

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