В этой статье мы, согласно нашему маршруту проектирования, создадим модель Сигма-дельта акселерометра из конечных элементов заданной формы с адаптированным разбиением сетки, которые доступны в библиотеке MEMS+. 

Для этого запустим MEMS+ и загрузим акселерометр из примеров устройств, доступных в директории установки системы CoventorMP. Данный акселерометр, изображенный на рисунке 1, мы будем использовать в нашей демонстрации на протяжении всей серии видео об интеграции с MathWorks.

Рисунок 1. Пример акселерометра из директории CoventorMP

Данная трехмерная модель акселерометра создана с помощью ручного объединения компонентов заданной формы из библиотеки на вкладке Инноватор. Здесь, в этом 3D интерфейсе, мы собрали из компонентов инерционную массу. В подокне компоненты видны все компоненты разной геометрической формы, из которых состоит наша инерционная масса, а также отображаются сделанные нами перфорации.

Наш акселерометр гребенчатого типа. Чувствительная гребенка для измерения, созданная из гребенчатого компонента из библиотеки. Они могут быть разной формы, прямые и изогнутые, с разным количеством пальцев и их периодичностью. Компоненты отображены в подокне. Для каждой гребенчатой структуры у нас отдельный комплект, или группа, которая объединяет необходимые компоненты.

Также у акселерометра есть подвески. Если немного приблизить (рисунок 2), мы сможем увидеть их лучше. На одном конце они фиксированы, а затем они сгибаются, действуя как упругие пружины.

Рисунок 2. Подвески модели акселерометра в приближенном виде

Теперь, как только я определил 3D геометрию и электрические компоненты, я смогу задать необходимые параметры в интерфейсе программы.

Перед тем, как я расскажу о входах и выходах, я хочу отметить, что эта конструкция параметричная. В подокне переменных мы определили несколько параметров конструкции, задали длину балок, размеры конструкции. При изменении параметров в это таблице, в подокне переменных, можно изменять размеры устройства в несколько кликов, перебирая различные вариации.  Изменения происходят автоматически, без задержки элементы конструкции изменяют свои геометрические размеры.

Во вкладке входов мы определяем входные сигналы, например, входное ускорение. Также можно задать и входное напряжение. В данном примере оно не задано.

И аналогичным образом во вкладке Выходов, задаются, например, некоторые выходные емкости или определение положения устройства. Как пример, подобные выходы, продемонстрированы на рисунке 3.

Рисунок 3. Подокно выходов модели акселерометра

В итоге у нас есть конструкция, у которой есть входы и выходы, а также проектные переменные, называемые параметрами конструкции. И после этого, как я задал все необходимые значения, я могу сохранить файл нашей модели, а затем перенести его в MATLAB или Simulink и приступить к демонстрации работы в продуктах MathWorks.

В данной статье мы разобрали, как спроектировать наше устройство, в данном случае акселерометр в инструменте MEMS+, как установить все необходимые параметры, входные и выходные сигналы, геометрические переменные конструкции и подготовить модель к переносу в MATLAB или Simulink для построения схемы.