Thèse soutenue

Etude et réalisation d'une électronique adaptée au micro-gyromètre vibrant piézoélectrique
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Auteur / Autrice : Raphaël Levy
Direction : Jean-Paul Gilles
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 2005
Etablissement(s) : Paris 11
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Résumé

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Dans le cadre du développement actuel des micro-technologies, de nouveaux types de gyromètres voient le jour : les micro-gyromètres vibrant à effet Coriolis. Leur taille et leur coût sont sans commune mesure avec les gyromètres existants et ouvrent la voie à de nouvelles applications, notamment le pilotage des futurs micro-drones. L'objet de mon travail de thèse est l'analyse du potentiel de performances du micro-gyromètre en quartz VIG développé à l'ONERA et la conception d'une électronique (oscillateur et détection) adaptée à la structure mécanique du capteur. La démarche s'organise en trois parties. Dans un premier temps, le potentiel de performances du micro-gyromètre est analysé grâce au développement de modèles multi-physique incluant la mécanique, la piézoélectricité et l'électronique associée. L'étude de ces modèles met ainsi en évidence les paramètres limitant les performances, et les boucles d'asservissement à réaliser sur l'électronique associée. De nouveaux circuits sont alors étudiés puis réalisés, notamment un nouveau concept d'oscillateur à PLL avec asservissement de l'amplitude de la vibration mécanique pilote et de la phase aux bornes du résonateur, et une électronique de détection améliorée. Enfin, les résultats expérimentaux d'une maquette complète du micro-gyromètre bénéficiant des nouveaux circuits électroniques sont présentés et les limitations des performances analysées.