基于声表面波传感器的CAD研究与开发

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由于计算机处理能力的不断增强,国内外CAD技术的飞速发展,CAD技术被广泛应用于众多领域。随着声表面波传感器技术的不断发展,声表面波传感器将应用于越来越广泛的学科领域。因此,开发一个实用声表面波传感器的CAD软件具有重大意义和实用价值。本文对开发声表面波传感器CAD软件进行了研究与开发。  1、在目前声表面波传感器的研究基础上,对表面波传感器压电基片和切向的优化选择进行了深入详细研究。定义了压电基片的压力灵敏度系数和温度灵敏度系数,利用声表面波压电基片的压力灵敏度系数、温度灵敏度系数、有效声表面波耦合系数、功率流角以及传播损耗等特性参数,定义了声表面波传感器压电基片优化选择的目标函数,根据定义的目标函数,在不同旋转角度X, Y和Z切的石英、铌酸锂和钽酸锂压电基片中,解决了声表面波传感器压电基片和切向的最优选择问题,为声表面波传感器压电基片的选择提供理论依据。  2、根据声表面波传感器压电基片特性参数的目标函数特征,分别对有效声表面波耦合系数和功率流角PFA这两个参数进行具体详细建模求解。应用遗传算法,选择恰当的遗传算子和遗传工具箱函数,经过选择、交叉和变异,优化了压电基片压力灵敏度系数、温度灵敏度系数、有效声表面波耦合系数和功率流角PFA等特性参数,为选择最优压电基片提供了实验参考数据。  3、利用VC++在界面开发和MATLAB在数值分析、科学计算、算法开发、建模和仿真等方面独特优势。综合分析和比较6种常用的VC++/MATLAB混合编程技术,选择了COM组件方法。以求解有效声表面波耦合系数为实例进行具体开发设计,生成了不依赖MATLAB环境的独立COM组件,并获得较快的运行速度,且不需要进行代码转换,实现了基于COM的MATLAB/VC++混合编程的系统软件内部设计。  4、以Visual C++6.0为开发平台,根据声表面波传感器压电基片特性需要,结合软件界面的设计原则,设计了CAD系统软件界面,介绍了该软件的操作过程和运行原理以及注意事项,并对该软件进行大量仿真验证,可以方便快速地选取某一或全部特性系数,从而得出了相对应的压电基片特性系数参数,以供实际应用参考,从而实现了声表面波传感器CAD系统软件的开发。  本文结合CAD技术和声表面波技术的优势,研究和开发了基于声表面波传感器的CAD软件系统,为实际应用和生产提供理论依据和实验数据参考,都具有现实意义和使用价值。
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