- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)» (сПбГэту)
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Аннотация дисциплины
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения дисциплины
- •Тема1. Сапр как метод проектирования.
- •Тема2. Виды обеспечения сапр.
- •Тема 3. Математическое моделирование при автоматизированном проектировании.
- •Тема 4. Общая постановка и виды задач принятия решений.
- •Тема 5. Методики автоматизированного проектирования.
- •Тема 6. Программные пакеты сапр
- •Перечень лабораторных работ
- •Содержание рабочей программы
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Введение в сапр.
- •Состав, структура и виды обеспечения сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Стратегии проектирования технологических процессов
- •Лекция №2
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- и наносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •Сапр микро- инаносистем
- •Введение в сапр.
- •Классификация проектных процедур
- •Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней
- •Математические модели на макроуровне
- •Математические модели на микроуровне
- •Основные шаги мкэ
- •Решение
- •Выбор вариационного принципа.
- •Выбор аппроксимирующих функций.
- •Сапр, основанные на мкэ.
- •Сапр для сквозного проектирования мэмс
- •Базовый программный пакет проектирования микро- инаносистем CoventorWare
- •Введение в сапр CoventorWare
- •Основные компоненты сапр CoventorWare Function Manager (Менеджер функций)
- •Material Properties Database (База данных свойств материалов)
- •Process Editor (Редактор процессов)
- •Architect (Архитектор)
- •Designer (Проектировщик)
- •Meshing (Разбиение сетки)
- •Analyzer 3-d Field Solvers (Решатель 3-d)
- •3. Проектирование акселерометра
- •Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напря- жению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first reso- nant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •Литература
- •(СПбГэту)
- •Инструкция по созданию схемы акселерометра
- •1. Подготовка к работе.
- •Установка mpd и Process.
- •Создание схемы
- •Символ coventor
- •Соединение компонентов.
- •Установка свойств элементов схемы.
- •Установка узлов.
- •Добавление управляющей электроники.
- •Проверка фотошаблонов.
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью эквивалентных схем
- •Анализ стационарной характеристики (рабочей точки по постоянному напряжению) (dc Operating Point Analysis)
- •Анализ в режиме малых сигналов (Small Signal ac Analysis)
- •Частотный анализ с электрическим возбуждением.
- •Параметрический анализ в первой резонансной моде. (Vary loop on the first resonant mode).
- •Передаточный анализ по постоянному току. (dc Transfer (Sweep) Analysis)
- •Переходный анализ. Transient Analysis
- •Добавление схемы чтения выходного сигнала датчика
- •Анализ технических характеристик микроэлектромеханического акселерометра с помощью метода конечных элементов.
- •Создание конечноэлементной сетки
- •Моделирование с помощью мкэ.
- •«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “лэти” им. В.И. Ульянова (Ленина)»
- •«Сапр микро- и наносистем»
- •Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»
- •Оценка самостоятельной работы студентов
- •Темы рефератов
- •Темы курсовых проектов
Установка узлов.
Каждый механический компонент, который был установлен на схему, имеет узел.
Свойства узлов:
координаты узла задаются пользователем, если они не заданы, то по умолчанию координаты будут (0,0,0) относительно центра координат механического элемента
для рабочей массы необходим только один узел, поскольку она жесткая. Этот узел не обязательно должен находиться в центре масс. В тоже время балка имеет два узла, которые соответствуют каждому торцу.
Позиция узлов, соединенных компонентов, должны быть идентичны. Например, две балки соединенные вместе должны иметь узлы с одинаковыми координатами на торцах, в месте соединения.
Начальное положение узла не влияет на правильность расчета, но оно имеет значения для интерпретации результатов т.к. перемещения, соединенных механических частей, отсчитываются от движения и вращения узла. Важно знать координаты узла в основной системе координат.
Процедура |
Пошаговое описание процедуры |
5. Соедините оставшиеся компоненты как показано на рис.1.12. |
а. См. п. Соединение компонентов. |
6. Отредактируйте свойства второго элемента Straight Comb |
а. Отредактируйте ref как показано в схеме и label. б. Измените origin на -mw/2. в. Измените angle на -90. |
7. Отредактируйте свойства beam компонентов. |
а. Свойства компонентов те же, что и у компонентов которые были установлены в начале. б. Отредактируйте только значения: названия, origin, angle, knot, в соответствии с таблицей 1.2. |
8. Заземлите терминалы как показано на рис. 1.12. |
а. Найдите его в библиотеке б. Установите нужное количество. в. Соедините с терминалами. |
9. Нарисуйте провода для элемента mechport_bus_connecto r, как показано на рис. 1.12. И назовите их соответственно (см. рис.1.12.). |
а. Кликните на одном из терминалов mechport_bus_connector, а затем тащите провод на некоторое расстояние и сделайте двойной клик. б. Повторите с каждым терминалом. в. Двойной клик на проводе x терминала. В появившемся окне атрибутов измените имя провода на x и кликните Yes, так же измените размер шрифта на 6 и кликните Apply. г. Повторите процедуру для всех терминалов (y, z, rx, ry, rz) . |
10. Нарисуйте провод для терминалов F элементов Straight Comb |
а. Нарисуйте провода для F терминалов как показано на рис. 1.12. б. Назовите их как показано на рис. 1.12. Установите размер шрифта 6. |
11. Нарисуйте провод для терминалов Cap элементов Straight Comb. |
а. Нарисуйте провода. б. Назовите их capa_top<0:4> и capa_bottom<0:4> соответственно. Размер шрифта 6. в. Сохраните документ. |
Рис.1.12 Схема емкостного акселерометра.
Таблица 2.
Обозначение |
Метка |
Origin |
Angle |
beam_UL |
Beam UL |
x=-ml/2+bw/2 y=mw/2 |
90 |
beam_UR |
Beam UR |
x=ml/2-bw/2 y=mw/2 |
90 |
beam_LL |
Beam LL |
x=-ml/2+bw/2 y=-mw/2 |
-90 |
beam_LR |
Beam LR |
x=ml/2-bw/2 y=-mw/2 |
-90 |
Рис. 1.13. Эквивалентная емкостная схема акселерометра.