4.2. Модальный анализ

Модальный анализ выполнялся в диапазоне заданных частот с шагом 10 ГГц. После проведения анализа были получены частоты с максимальным и минимальным смещением. Вид этих частот показан на рисунках 4.18 и 4.19.

Рисунок 4.18 - Вид собственной частоты с максимальным смещением

Теперь необходимо рассмотреть зависимость собственных частот от технологического разброса. По заданию мой технологический разброс составляет ±2,25 ширина подвижной массы. Для это построим еще 2 модели: одну с увеличением ширины подвижной массы на 2,25, а вторую с уменьшением её ширины на 2,25. Проделав модальный анализ, получим график зависимости частоты от технологического дрейфа, представленный на рисунке 4.20.

Рисунок 4.19 - Вид собственных частот с минимальным смещением

Таблица 4.19 – Зависимость собственной частоты от технологического дрейфа

Переменная	Значение	Значение	Значение
Разброс, мкм	-2.25	0	2.25
Частота, Г	0.16	0.165	0.17

Рисунок 4.20 - Зависимость собственной частоты от технологического дрейфа

Подставив данные в пропорции, сделаем вывод: при уменьшении ширины подвижной массы на –2.25 мкм частота уменьшается на 3%, при увеличении ширины подвижной массы на +2.25 мкм частота увеличивается на 44%.

Теперь рассчитаем время отклика системы по этим графикам. Используя формулу: t_пп=4/(2πf_min).

Подставив все значения получаем время отклика t_пп=1,44*10^-7 с.

4.3. Гармонический анализ

Получив значения частот с максимальным и минимальным смещением при выполнении модального анализа, мы вновь прикладываем ускорение к акселерометру: вначале только по оси У прикладываем значение 3g. Гармонический анализ выполняется в интервале частот, полученных в результате модального анализа. В результате получаем графики АЧХ и ФЧХ, представленные на рисунках 4.21 и 4.22.

Рисунок 4.21 - График АЧХ. Ускорение приложено только по оси У

Рисунок 4.22 - График ФЧХ. Ускорение приложено только по оси У

Теперь приложим ускорение по всем осям: по оси У приложим ускорение 3g, а по осям Х и Z приложим ускорение 0.03g. На рисунках 4.23 и 4.24 представлены полученные графики АЧХ и ФЧХ.

Рисунок 4.23 - График АЧХ. Ускорение приложено по всем осям

Рисунок 4.24 - График ФЧХ. Ускорение приложено по всем осям

4.4 Выводы

Из приведенных выше графиков можно сделать вывод, что смоделированный акселерометр выдерживает заданные нагрузки, при этом его измерения не искажаются.

Как видно из графиков, зависимость смещения от приложенного ускорения линейна по всем трем направлениям. Характеристика чувствительности в нашем случае представляет собой ломанную кривую.

При проведении модального анализа была найдена собственная частота, при которой деформация максимальна. Так же была исследована зависимость собственной частоты от технологического дрейфа. Моделирование показало, что частота увеличивается при изменении технологического отклонения в большую сторону. Время отклика

t_пп=1,44*10^-7 с.

Гармонический анализ показал, что зависимость фазы и амплитуды от частоты так же линейна.