基于Ansoft的同面电容传感器的研究与仿真

计测技术新技术新仪器 ·11　·基于A n s o f t 的同面电容传感器的研究与仿真庞宇,董恩生,吴云靖,江钦龙(空军航空大学,吉林长春130022)摘　要:阐述了利用同面电容传感器对复合材料进行无损检测的原理,运用A n s o f t M a x w e l l 有限元分析软件对不同极板间距和屏蔽电极形式的传感器进行仿真计算,比较分析了不同极板间距的传感器产生的电场强度变化趋势,研究了不同屏蔽电极对传感器检测特性的影响。

仿真结果表明:传感器极板间距越大,检测深度越大,检测特性越好;在3种屏蔽电极中,环形屏蔽电极的检测特性最好。

关键词:复合材料;无损检测;同面电容传感器;A n s o f t M a x w e l l中图分类号:T P 212 文献标识码:A 文章编号:1674-5795(2010)06-0011-03R e s e a r c h a n d S i m u l a t i o no f t h e U n i p l a n a r C a p a c i t i v e S e n s o r B a s e d o nA n s o f tP A N GY u ,D O N GE n s h e n g ,W UY u n j i n g ,J I A N GQ i n l o n g(T h e A v i a t i o nU n i v e r s i t y o f A i r f o r c e ,C h a n g c h u n 130022,C h i n a )A b s t r a c t :T h i s p a p e r p r e s e n t s t h e p r i n c i p l e o f n o n d e s t r u c t i v e t e s t o f c o m p o s i t e m a t e r i a l s u s i n g t h e u n i p l a n a r c a p a c i t i v e s e n s o r .As i m u l a t i o n s t u d y o f c a p a c i t a n c e s e n s o r s w i t h d i f f e r e n t e l e c t r o d e d i s t a n c e s a n d s h i e l d s h a s b e e nc a r r i e d o u t u s i n g A n s o f t s o f t w a r e .T h e v e r i a t i o n t r e n d o f e l e c -t r i c f i e l di n t e n s i t yp r o d u c e db y s e n s o r s t h a t h a v e d i f f e r e n t d i s t a n c e s o f e l e c t r o d e a r e c o m p a r e da n da n a l y z e d .T h e e f f e c t o f d i f f e r e n t s h i e l do nt h e d e t e c t i o np e r f o r m a n c e o f s e n s o r i s s t u d i e d .T h e r e s u l t s o f s i m u l a t i o n i n d i c a t e t h e l a r g e r t h e d i s t a n c e o f e l e c t r o d e i s ,t h e l a r g e r d e t e c t i o n d e p t h a n dt h e b e t t e r d e t e c t i o np e r f o r m a n c e t h e s e n s o r h a s .A m o n g t h e l i s t e d s h i e l d s o f c a p a c i t a n c e s e n s o r s ,t h e a n n u l a r s h i e l d h a s t h e b e s t p e r f o r m a n c e .K e yw o r d s :c o m p o s i t e m a t e r i a l s ;n o n d e s t r u c t i v et e s t ;u n i p l a n a r c a p a c i t i v e s e n s o r ;A n s o f t M a x w e l l0　前言近年来,复合材料在航空领域的应用越来越多,复合材料的损伤检测随之成为航空领域研究的重要问题之一。

基于Ansoft仿真分析的SSN解决方案探讨李学平;李玉山【摘要】利用Ansoft公司的设计仿真工具,结合具体电路对部分电源分配系统进行了优化设计,重点研究了对SSN(同步开关噪声)的抑制.对采用传统的加退偶电容方法提高其高频特性和高阻抗电磁表面(EBG)结构应用到具体电路设计中减小同步开关噪声(SSN)进行了比较,结果证明,采用EBG结构比传统单纯加去耦电容效果更佳.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)004【总页数】4页(P68-70,74)【关键词】电源完整性;同步开关噪声;退耦电容;高阻抗电磁表面结构【作者】李学平;李玉山【作者单位】西安电子科技大学,电子工程学院,陕西,西安,710071;西安理工大学,信控系,陕西,西安,710082;西安电子科技大学,电子工程学院,陕西,西安,710071【正文语种】中文【中图分类】TN41电源完整性PI(Power Integrity)是指由于开关器件数目不断增加，供电电压不断减小，电源输出产生波动，从而影响芯片的工作状态和输出信号的质量。

因此，除了分析信号完整性中的反射、串扰以及EMI之外，如何获得稳定可靠的电源系统成为一个新的重点研究方向。

PI(Power Integrity)和 SI(Signal Integrity)不可分割，以往的EDA仿真工具在进行信号完整性分析时，一般都是简单地假设电源绝对处于稳定状态，但是这与实际情况是不符合的，新一代的信号完整性仿真必须建立在可靠的电源完整性基础之上。

由于电源完整性不仅强调电源供给的稳定性，还包括在实际系统中总与电源密不可分。

因而如何减少地平面的噪声也是电源完整性中需要讨论的一部分。

本文主要就解决信号完整性问题中如何减小SSN做了探讨。

1 增加退耦电容抑制SSN本文以一个从Ansoft公司网站下载的，用于数字信号处理研究的电路板的设计为例说明增加退耦电容抑制SSN的过程。

电路板的电源层和地层的大小为22.86 cm×15.24 cm。

基于COMSOL的电容成像传感器仿真研究
李振;殷晓康;李晨;王克凡
【期刊名称】《电子测量技术》
【年(卷),期】2017(40)9
【摘要】针对电容成像传感器仿真分析的难点,以8极板电容成像传感器为例,建立了电容成像传感器的三维有限元仿真数学模型,详细介绍了如何使用COMSOL软件对电容成像传感器进行三维仿真,后处理结果表明8极板电容成像传感器能检测到有机玻璃内部7个不同深度的缺陷,验证了电容成像检测技术的可行性。

除此之外还运用COMSOL对8极板电容成像传感器的电容值进行提取分析,并与实验结果相对比,结果表明两者的检测结果相吻合。

此方法方便了电容成像检测技术正问题的研究,为运用COMSOL软件对电容成像传感器的性能分析与参数优化提供了依据。

【总页数】5页(P1-5)
【关键词】有限元;电容成像传感器;COMSOL;仿真;无损检测
【作者】李振;殷晓康;李晨;王克凡
【作者单位】中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TN06
【相关文献】
1.基于COMSOL的电容触摸屏仿真研究 [J], 谢江容;潘风明;吴政南;刘晶晶
2.基于Comsol的电容传感器仿真研究 [J], 刘延东;周恩学;董德帅
3.基于COMSOL的磁共振成像双平面梯度线圈的仿真研究 [J], 窦建辉;朱建明
4.基于COMSOL Multiphysics的叉指微电极细胞传感器仿真研究 [J], 赵雨秋; 崔传金; 何宁; 张学超; 李洋博
5.非闭合电极电容层析成像传感器的敏感场计算及仿真成像研究 [J], 刘靖;刘石;姜凡;雷兢;李志宏
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本科论文电容式压力传感器的检测电路及仿真摘要本文详细的描述了电容式压力传感器的结构，工作原理，特性，发展现状和趋势等。

并且在此基础上提出了电容式压力传感器的检测电路及其仿真方法，详细的分析了压力大小与电路输出电压之间的关系。

关键词：传感器，工作原理，特性，检测电路，发展I本科论文目录摘要 (I)1 绪论 (3)2 压力传感器的结构 (3)3 压力传感器的工作原理 (3)4 电容式压力传感器 (5)4.1 电容式传感器的原理及其分类 (5)4.1.1 电容式传感器的原理 (5)4.1.2 电容式传感器的分类 (6)4.2 电容式压力传感器的工作原理 (7)4.3 电容式压力传感器的特性 (7)4.4 电容式压力传感器的等效电路 (8)5 电容式压力传感器的检测电路 (9)5.1 检测电路 (9)5.2 结果分析 (11)5.3 影响电容传感器精度的因素及提高精度的措施 (12)5.3.1 边缘效应的影响 (12)5.3.2 寄生电容的影响 (12)5.3.3 温度影响 (12)6 电容式压力传感器的应用 (13)7 电容式压力传感器的发展 (13)8 结论 (14)致谢 (16)参考文献 (17)II本科论文1 绪论科学技术的不断发展极大地丰富了压力测量产品的种类，现在，压力传感器的敏感原理不仅有电容式、压阻式、金属应变式、霍尔式、振筒式等等但仍以电容式、压阻式和金属应变式传感器最为多见。

金属应变式压力传感器是一种历史较长的压力传感器，但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点，其应用场合受到了很大的限制。

压阻式传感器是利用半导体压阻效应制造的一种新型的传感器，它具有制造方便，成本低廉等特点，因此在非电物理量的测试、控制中得到了广泛的应用。

尤其是在航天、航空、常规武器、船舶、交通运输、冶金、机械制造、化工、轻工、生物医学工程、自动测量与计量、称量等技术领域。

电容式压力传感器是应用最广泛的一种压力传感器。

技术创新中文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2008年第24卷第12-1期360元/年邮局订阅号：82-946《现场总线技术应用200例》仿真技术基于Ansoft 的超级电容器的研究与仿真Research and Simulate the Ultra Capacitor By the Ansoft（江苏大学）全力邓正万颜科QUAN Li DENG Zheng-wan YAN Ke摘要:超级电容器(Ultra capacitor)是近期发展起来的一种新型储能元件，针对超级电容在混合动力汽车起动发电系统的应用，介绍了超级电容的结构和模型,通过Ansoft-maxwell 2D 的瞬态起动和发电仿真再次验证了超级电容在汽车ISAD 系统中相对于蓄电池的明显优势。

通过Ansoft 的瞬态仿真计算验证了超级电容对汽车ISAD 系统性能的改善性。

关键词:超级电容器;混合动力汽车;Ansoft Maxwell 2D;仿真;ISAD 中图分类号:TM53文献标识码:AAbstract:The Ultra capacitor is a new type depositing power component who decelops in the near future.In allusion to the ultra ca -pacitor apply in the hybrid electric vehivel system.The paper introduces the configuration and the modeling of the ultra capacitor.By the Maxwell 2D of Ansoft corporation ,it ’s transient starting and generating electricity validate the obvious advantage what the ultra compare the accumulator of the vehicle ISAD.The improvement to the performance of the vehicle ISAD was proved by the simulation based on the transient calculation of Ansoft(Maxwell 2D).Key words:Ultra Capacitor;Hybrid Electric Vehivel;Ansoft Maxwell 2D;Simulation;ISAD文章编号:1008-0570(2008)12-1-0254-03引言动力电池是电动汽车的心脏，开发电动汽车的竞争，最重要的是开发车载动力电池的竞争。

1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。

要求计算该电容器的电容值1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic创建下极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（Assign Excitation）选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix > Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10 误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass > 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF2. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真恒定电场：导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场（DC conduction ） 恒定电场的源：（1）Voltage Excitation ，导体不同面上的电压 （2）Current Excitations ，施加在导体表面的电流（3）Sink （汇），一种吸收电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。