建立在傳感器的模型,在其原理分析、結(jié)構設計、樣機研制中起著重要的作用,—個符合傳感器實際情況的模型,既能充分、準確地揭示出傳感器的工作機理,又能有效地指導傳感器實際的優(yōu)化設計、減小盲目性,縮短樣機研制過程和處理不同物理量之間的耦合等。這就是為什么要建立傳感器的力學與數(shù)學模型的主要原因。
傳感器是多學科的密集技術,涉及的知識內(nèi)容遍及許多基礎科學與技術科學。各種敏感效應的傳感器種類繁多,被測參數(shù)、測量范圍干差萬別,敏感元件結(jié)構復余多樣。所以建立傳感器的模型應只有很強的針對性與特殊性。還有一方面,傳感器的研究工作本身還具有很強的工程性,實用性。這就要求傳感器的建模也要充分體現(xiàn)出來,這些都給建立傳感器模型的研究帶來很大困難。
在具體進行傳感器建模時,大致可分為下面三個過程。第一由實際問題的本質(zhì)特征建立傳感器的物理模型。此過程主要針對傳感器的基本工作原理進行。其特點是:簡潔、明確、反映了傳感器的物理本質(zhì)。模型中的每一項都具有鮮明的物理意義。第二由物理模型建立傳感器的數(shù)學模型。此過程主要根據(jù)傳感器的基本工作原理.針對傳感器的敏感元件進行。主要特點是:包含了傳感器的結(jié)構參數(shù)、邊界條件及其它約束條件;物理待征含蓄,具有較強的抽象性。最后求解數(shù)學模型。此過程比較復雜,在求解時應當注意.切不可把它僅僅當作一般的數(shù)學問題去研究,而要緊緊圍繞上述實際背景有針對性地進行。在選擇具體的數(shù)學方法求解時.既要保證解的精確性,又要兼顧解的易讀性。以便于有效地應用于實際問題。物理模型的建立對傳感器整個建模工作至關重要,它既依賴于對傳感器工作機理的理解,又依賴于已有的實際工作經(jīng)驗。數(shù)學模型的建立主要取決于傳感器相關的技術基礎與數(shù)學基礎,它是保證模型準確、可靠的關鍵。數(shù)學校型的求解直接影響到整個建模工作的成效與價值?梢娚鲜鋈齻過程在傳感器的建模工作中缺一不可.它們都要緊緊圍繞著實際傳感器來進行。這當中,在有些傳感器的建模上,物理模型與數(shù)學模型的建立也不能截然分開。
|