Simulation de systèmes dans le développement de capteurs
Secteur: Construction de véhicules ferroviairesDiscipline: Mécanique des structuresBourns Automotive détermine l'influence des tolérances de montage et des variables environnementales sur les performances d'un capteur d'angle de braquage avec ANSYS Simplorer.
Résumé
Tâche
Afin de pouvoir répondre aux exigences de développement dans la zone de tension entre les coûts, la faisabilité et les caractéristiques des capteurs, Bourns suit une approche de simulation de système basée sur la combinaison de modèles d'ordre réduit issus de simulations de champ ainsi que de modèles de comportement.
Solution
Une simulation de système est générée avec Ansys Simplorer à partir de modèles d'ordre réduit (ROMs) en combinaison avec la mécanique, l'électromagnétisme et le code source du logiciel multi-tours pour l'évaluation des signaux. En plus des propriétés du capteur déterminées dans des conditions idéales, celle-ci fournit également des connaissances sur l'influence des tolérances de montage et des conditions environnementales.
Avantages clients
Grâce aux simulations de systèmes dans le cadre du développement virtuel de produits de capteurs, Bourns est en mesure de répondre beaucoup mieux aux exigences accrues de nouvelles applications telles que les systèmes d'assistance à la conduite.
Depuis 1949, la division automobile de Bourns joue un rôle de premier plan dans la conception, le développement et la production de capteurs potentiométriques. De nouvelles applications telles que les systèmes d'aide à la conduite (ADAS - Advanced Driver Assistance Systems) augmentent les exigences en matière de robustesse et de résolution de ces systèmes dans des conditions de travail très variées. Traditionnellement, la simulation est déjà utilisée chez Bourns pour étudier les différents composants. La représentation du comportement du système sur différents composants - également en interaction avec des logiciels - n'a pas été possible jusqu'à présent au moyen de la simulation de champ 3D en raison de la grande puissance riche requise. Afin de pouvoir répondre aux exigences de développement dans le domaine des coûts, de la faisabilité et des caractéristiques des capteurs, Bourns poursuit une approche de simulation de système basée sur la combinaison de modèles d'ordre réduit issus de simulations de champ et de modèles de comportement.
La simulation de systèmes accélère le développement ciblé de systèmes de capteurs complexes composés de différents composants interagissant entre eux. Grâce à une variation ciblée des paramètres, il est possible de déterminer une configuration de capteur idéale, même en présence de critères et de conditions de conception concurrents. L'étude de la pertinence de différentes grandeurs d'influence et l'analyse quantitative des erreurs de mesure qui en résultent sur le capteur virtuel complet fournissent un aperçu des relations qui n'étaient pas mesurables jusqu'alors. De plus, il est possible d'étudier et de valider des conceptions de capteurs innovantes en un temps réduit. Grâce aux simulations de systèmes dans le cadre du développement virtuel de capteurs, Bourns est en mesure de mieux répondre aux exigences accrues de nouvelles applications telles que les systèmes d'assistance à la conduite.
Sur la base du savoir-faire existant en matière de simulations de terrain en 3D, des modèles d'ordre réduit (ROM) sont générés à l'aide de différentes méthodes. Ces ROM reproduisent de manière très précise le comportement des composants sur de vastes domaines d'application, avec des temps de simulation réduits. La combinaison des modèles réduits de la mécanique et de l'électromagnétisme avec le code source du logiciel multi-tours pour l'évaluation des signaux s'effectue dans l'environnement ANSYS avec ANSYS Simplorer, le solveur pour les simulations de systèmes. Le modèle obtenu reproduit avec précision le comportement global du système, y compris l'interaction de tous les composants. En plus des propriétés du capteur déterminées dans des conditions idéales, le flux de travail existant permet d'étudier l'influence des tolérances de montage et des conditions environnementales sur la résolution, la linéarité et d'autres caractéristiques du capteur attendues.