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FSPA et BSMA Actionneurs de positionnement nanométrique pour les applications terrestres et spatiales
19 juin 2023
De nombreuses applications, et plus particulièrement les projets spatiaux, ont besoin d’un actionneur de positionnement stable et sub-micrométrique. Pour répondre à ce besoin, Cedrat Technologies a conçu la nouvelle marque FSPA. Cet actionneur linéaire pas à pas offre une résolution de positionnement sub-micrométrique sur une course de 5 mm, combinée à une force d’actionnement élevée (>100N) et à la capacité de maintenir sa position sans alimentation électrique.
L’instrument IASI-NG est l’une des principales charges utiles à bord de METOP-SG, un nouveau satellite météorologique pour l’Europe. L’instrument est basé sur un interféromètre de Mertz et nécessite un positionnement très précis d’une lame optique utilisée pour séparer les branches de l’interféromètre. Une version dédiée du FSPA, le Beam Splitter Mechanisms Actuator (BSMA), est alors développée pour réaliser ce positionnement nanométrique qui est un paramètre clé pour la performance globale de l’instrument.
Cet article présente tout d’abord les composants internes des actionneurs FSPA et BSMA. Les principales différences de conception et leur impact respectif sur les performances résultantes sont détaillés. Les résultats des campagnes d’essais d’acceptation et de qualification sont également présentés.
Conception d’un tribomètre dynamique appliqué aux moteurs piézoélectriques à inertie
7 novembre 2019
Dans les moteurs à inertie, le mouvement généré est basé sur le principe de l’adhérence et du glissement. Les modèles analytiques actuels sont suffisamment prédictifs pour calculer qualitativement leurs performances optimales, telles que la taille de pas et la vitesse maximales, avec relativement peu de paramètres d’entrée. Mais ils ne prennent pas en compte la durée de vie du contact et l’évolution temporelle des paramètres comme le facteur de frottement tout au long de la durée de vie de l’IDM. Les modèles analytiques atteignent donc leurs limites lorsque des prévisions précises sont nécessaires.
Conception d’un tribomètre dynamique appliqué aux moteurs à inertie piézoélectriques – Exploration in situ du principe du stick-slip
19 juin 2023
Dans les moteurs à inertie, le mouvement généré est basé sur le principe de l’adhérence et du glissement. Les modèles analytiques actuels sont suffisamment prédictifs pour calculer qualitativement leurs performances optimales, telles que la taille et la vitesse maximales des pas, avec relativement peu de paramètres d’entrée. Mais ils ne prennent pas en compte la durée de vie du contact et l’évolution temporelle des paramètres comme le facteur de frottement tout au long de la durée de vie de l’IDM. Les modèles analytiques atteignent donc leurs limites lorsque des prévisions précises sont nécessaires. Cette étude vise à comprendre les mécanismes d’usure pour modéliser l’évolution temporelle du frottement. Une telle compréhension nécessite la reconstitution de la durée de vie du contact par l’évaluation des flux des 1er et 3ème corps. Pour ce faire, un nouveau tribomètre représentatif de l’IDM est conçu. Les premiers corps – TA6V revêtu et polymère – ne sont pas transparents. Ils sont remplacés alternativement par un premier corps intermédiaire transparent afin d’observer le contact de manière dynamique et in situ. Le facteur de friction, la taille du pas et la vitesse moyenne sont également mesurés. Les résultats préliminaires montrent que les profils d’usure de l’IDM réel et du tribomètre sont similaires. Les observations directes montrent que les particules du revêtement TA6V sont d’abord arrachées, puis se déplacent dans le contact et enfin déclenchent d’autres détachements de particules.
Essai d’un actionneur piézoélectrique amplifié dans une combinaison de vibrations et d’accélérations
19 juin 2023
Les Sandia National Laboratories ont déjà testé leur capacité à imposer une charge vibratoire radiale de 7,5 g-rms (30 g en crête) jusqu’à 2 kHz sur un objet de 25 livres avec une accélération superposée de 50 g dans leur installation de centrifugation. Pour ce faire, un agitateur mécanique Unholtz-Dickie de 3 000 livres a été fixé à l’extrémité du bras de la centrifugeuse pour créer une “Vibrafuge”. Cependant, la combinaison de directions de vibration non radiales et d’accélérations linéaires supérieures à 50 g n’est actuellement pas possible en raison des capacités de charge de l’agitateur et des contraintes exercées sur les composants internes de l’agitateur par l’accélération combinée de la centrifugeuse.
Développement d’un prototype de fast steering mirror magnétique pour des applications de pointage optique
7 juin 2018
Les fast steering mirrors sont des produits phares développés en permanence par Cedrat Technologies (CTEC) pour les applications de pointage optique dans les domaines de l’espace et de l’optronique. Au cours de la dernière décennie, les principaux efforts de développement se sont concentrés sur la technologie des mécanismes piézoélectriques, afin d’obtenir des performances de contrôle de la bande passante à très haute fréquence sur des courses de faible angle. Les nouvelles applications en cours de maturation en Europe, telles que la communication optique par laser, nécessitent des courses angulaires beaucoup plus importantes par rapport à l’état actuel de la technique, ce qui ne peut pas être facilement réalisé par la technologie piézoélectrique. C’est pourquoi CTEC se concentre sur le développement d’une nouvelle famille de fast steering mirrors basée sur des actionneurs magnétiques à course angulaire élevée. Cet article présente ce nouveau concept de mécanisme de direction, ainsi que les résultats de performance attendus du prototype.
La conception et la qualification de l’actionneurs piezo
19 juin 2023
L’interféromètre LISA-PATHFINDER, qui fait partie de l’ensemble technologique Lisa (LTP) à bord du vaisseau spatial LISA-PATHFINDER, est de type Mach-Zehnder hétérodyne. Il nécessite en entrée deux faisceaux lumineux provenant de la même source mais avec une faible différence de fréquence (quelques kHz). Ces deux faisceaux optiques sont produits dans l’assemblage laser (AL) par l’intermédiaire de l'”unité de modulation laser” (LMU). L’UML comprend un banc optique, deux modulateurs acousto-optiques et deux lignes de retard optiques [1].
