(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111539365.8 (22)申请日 2021.12.16 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113962180 A (43)申请公布日 2022.01.21 (73)专利权人 中大检测 （湖南） 股份有限公司 地址 410000 湖南省长 沙市岳麓区学士街 道学士路755号 (72)发明人 王峰　雷彬　罗治　童志峰　崔勇　 胡棋杨　尹小波　 (74)专利代理 机构 湖南正则奇美专利代理事务 所(普通合伙) 4310 5 代理人 肖美哲 (51)Int.Cl. G06F 30/367(2020.01)G06F 30/392(2020.01) G06F 115/12(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 109916643 A,2019.0 6.21 审查员 邓迪 (54)发明名称 基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优 化方法 (57)摘要 本发明公开了基于FEA分析加速度传感器在 PCB位置的优化方法， 涉及加速度传感器技术领 域， 解决了加速度传感器在PCB不同位置测量的 加速度值差异性很 大的技术问题， 包括： 对PCB进 行静应力分析， 研究PCB变形情况； 对PCB进行动 态分析， 研究PCB变形情况； 在PCB中点位置进行 动态响应分析， 得到PCB中间位置的瞬时最大变 形； 根据不同情况下的PCB变形情况分析得出PCB 中点位置为变形量最大的位置， 越靠近螺钉位置 变形量越小； 将加速度传感器焊接在PCB中间位 置和靠近螺钉位置做对比试验， 根据加速度传感 器的变形情况分析得出加速度传感器在PCB上的 布局方案的最优解。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 113962180 B 2022.03.22 CN 113962180 B 1.基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一： 对PCB进行静应力分析， 研究PCB变形情况， 得到参照例一； 具体为： 定义载荷 条件： 对PCB沿着法向反方向施加一个幅值1N， 频率1Hz的谐波载荷， 频率持续 时间5s； 按标准网格划分， 研究PCB变形情况； 对PCB变形情况进行后处理： 查看PCB 各点计算应力、 应变、 位移结果， 得到参照例一； 根 据参照例一分析 得出PCB最大的变形量以及对应位置处的受力大小； 步骤二： 对PCB进行动态分析， 研究PCB变形情况， 得到参照例二； 具体为： 定义载荷 条件： 对PCB沿着法向方向施加一个幅值1N， 频率1Hz的谐波载荷， 频率持续时 间5s； 按标准网格划分， 研究PCB变形情况； 对PCB变形情况进行后处理： 查看PCB 各点计算应力、 应变、 位移结果， 得到参照例二； 根 据参照例二分析 得出PCB最大的变形量以及对应位置处的受力大小； 在PCB中点位置进行动态响应分析， 得到PCB中间位置的瞬时最大变形； 其中PCB中点位 置即为PCB中间位置； 结合参照例一参照例二分析得出： PCB中点位置就是变形量最大的位 置， 越靠近螺钉的位置变形越小； 步骤三： 将加速度传感器焊接在PCB中间位置和靠近螺钉位置做对比试验， 验证两位小 数的变形量是否影响设备的测试精度； 根据加速度传感器的变形情况分析得出加速度传感 器在PCB上的布局方案的最优解。 2.根据权利要求1所述的基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特征在 于， 将加速度传感器 焊接在PCB中间位置和靠 近螺钉位置做对比试验， 具体步骤为： 基于幅值1N时和幅值5N时的PCB多频率动态分析， 确定工况最恶劣的情形， 获取对应的 谐波载荷； 所述谐波载荷包括幅值和频率； 响应于获取对应的谐波载荷， 基于该谐波载荷进行加速度传感器在变形量最大位置处 的动态分析； 包括： 将加速度传感器焊接在PCB的中间位置， 按标准网格划分， 研究加速度传感器的变形情 况； 将加速度传感器焊接在PCB的靠近螺钉的位置， 按标准网格划分， 研究加速度传感器的 变形情况； 根据不同位置处加速度传感器的变形情况分析得出加速度传感器在PCB上的布局方案 的最优解。 3.根据权利要求2所述的基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特征在 于， 幅值1N时PCB多频率动态分析， 具体包括： 对PCB沿着法向方向分别施加一个幅值1N保持不变， 频率1Hz、 5Hz、 10Hz、 20Hz、 50Hz、 100Hz的谐波载荷， 频率持续时间5s， 按网格控制和基于曲率的网格划分， 研究PCB变形情 况； 得到幅值1N时各 频率的变形 数据。 4.根据权利要求3所述的基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特征在 于， 幅值5N时PCB多频率动态分析， 具体包括： 对PCB沿着法向方向分别施加一个幅值5N保持不变， 频率1Hz、 5Hz、 10Hz、 20Hz、 50Hz、 100Hz的谐波载荷， 频率持续时间5s， 按网格控制和基于曲率的网格划分， 研究PCB变形情 况； 得到幅值5N时各 频率的变形 数据。 5.根据权利要求4所述的基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962180 B 2于， 将幅值1N时各频率的变形数据和幅值5N时各频率的变形数据进行比对分析， 初步得到 变形量与幅值、 频率之间的伴随关系， 确定 工况最恶劣的情形， 即变形量增 加最大的情形。 6.根据权利要求1所述的基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特征在 于， 在对PCB进行分析时， PCB材料选用环氧树脂加上填充剂以及玻璃纤维所做出的复合材 料， 等级是 FR‑4。 7.根据权利要求2所述的基于FEA分析加速度传感器在PCB位置的优化方法， 其特征在 于， 在加速度传感器在变形量最大位置处的动态分析中， 将加速度传感器替换为长 ×宽× 高=6mm×6mm×2.2mm的长方体， 材质为硅 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962180 B 3