一种基于厚膜电路的精准传感系统、方法、设备及介质与流程

本发明涉及电子传感器，尤其涉及一种基于厚膜电路的精准传感系统、方法、设备及介质。

背景技术：

1、近年来，随着厚膜电路被应用于各种领域中，如工业领域、汽车领域等，但为了提高厚膜电路传感的精准性，需要对厚膜电路中的传感器的布局进行调整优化，以进行基于厚膜电路的精准传感。

2、现有的基于厚膜电路的精准传感技术通过在厚膜电路中配置传感元件，进而通过传感元件进行传感。实际应用中，厚膜电力中传感元件的布局也会影响传感信号，仅考虑通过传感元件进行传感，导致对传感过于单一，从而对进行厚膜电路传感时的精准性较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于厚膜电路的精准传感系统、方法、设备及介质，其主要目的在于解决进行厚膜电路传感时的精准性较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于厚膜电路的精准传感系统，所述系统包括有限元模型构建模块、电路传感布局生成模块、传感测量模拟模块、异化信号值计算模块及传感精准信号生成模块，其中，

3、所述有限元模型构建模块，用于根据预设的厚膜电路的第一多维属性构建厚膜电路有限元模型，根据预设的传感器的第二多维属性构建传感器有限元模型；

4、所述电路传感布局生成模块，用于通过预设的部件连接需求将所述传感器有限元模型与所述厚膜电路有限元模型中的电气元件进行连接，得到电气连接路径，根据所述电气连接路径生成所述传感器有限元模型的电路传感布局；

5、所述传感测量模拟模块，用于根据预设的信号调理电路有限元模型对所述电路传感布局进行更新，得到电路更新传感布局，根据所述电路更新传感布局对所述厚膜电路有限元模型进行传感测量模拟，得到传感模拟信号；

6、所述异化信号值计算模块，用于利用预设的信号质量检测算法计算所述传感模拟信号的信号质量，通过预设的信号干扰检测算法计算所述传感模拟信号的信号干扰值，通过预设的异化指标算法，根据所述信号质量及所述信号干扰值计算所述传感模拟信号的异化信号值,其中所述根据所述信号质量及所述信号干扰值计算所述传感模拟信号的异化信号值时，具体用于：

7、利用预设的层次指标模型确定所述信号质量的信号质量权重；

8、利用预设的层次指标模型确定所述信号干扰值的信号干扰权重；

9、利用如下异化指标算法根据所述信号质量权重及所述信号干扰权重计算所述传感模拟信号的异化信号值：

10、

11、其中，为所述异化信号值，为指数函数，为信号质量权重，为信号干扰权重，为信号质量，为所述信号干扰值；

12、所述传感精准信号生成模块，用于根据所述异化信号值生成信号反馈矩阵，根据所述信号反馈矩阵对所述电气连接路径进行更新，并返回至所述根据所述电气连接路径生成所述传感器有限元模型的电路传感布局的步骤，直至所述异化信号值达到预设的信号阈值，生成传感精准信号。

13、可选地，所述有限元模型构建模块在根据预设的厚膜电路的第一多维属性构建厚膜电路有限元模型时，具体用于：

14、提取所述第一多维属性中的几何属性、材料属性及电路属性；

15、根据所述几何属性确定所述厚膜电路的几何形状，根据所述材料属性确定所述厚膜电路的介质材料，根据所述电路属性确定所述厚膜电路的电路结构；

16、在所述几何形状中添加所述介质材料及所述电路结构，得到厚膜电路几何模型，对所述厚膜电路几何模型进行网格划分，得到所述厚膜电路的厚膜电路有限元模型。

17、可选地，所述电路传感布局生成模块在通过预设的部件连接需求将所述传感器有限元模型与所述厚膜电路有限元模型中的电气元件进行连接，得到电气连接路径时，具体用于：

18、按照预设的传感器类型及所述部件连接需求确定部件接触连接方式及部件无接触连接方式；

19、根据所述部件接触连接方式筛选所述传感器有限元模型中的接触传感器，提取所述接触传感器的信号引脚位置，提取所述电气元件的电源引脚位置；

20、按照所述部件连接方式将所述信号引脚位置与所述电源引脚位置进行连接，得到电气接触连接路径；

21、根据所述部件无接触连接方式筛选所述传感器有限元模型中的非接触传感器，提取所述非接触传感器的第一信号引脚位置，将所述第一信号引脚位置与所述电源引脚位置进行连接，得到电气非接触连接路径；

22、根据所述电气接触连接路径及所述电气非接触连接路径确定所述电气连接路径。

23、可选地，所述传感测量模拟模块在根据预设的信号调理电路有限元模型对所述电路传感布局进行更新，得到电路更新传感布局时，具体用于：

24、提取所述电路传感布局中相邻元件之间的边框约束；

25、根据所述边框约束确定相邻元件之间的最小元件间距；

26、将所述信号调理电路有限元模型添加至所述最小元件间距对应的中间节点位置，得到电气更新路径；

27、根据所述电气更新路径生成电路更新传感布局。

28、可选地，所述异化信号值计算模块在利用预设的信号质量检测算法计算所述传感模拟信号的信号质量时，具体用于：

29、提取所述传感模拟信号中的噪声信号值；

30、根据所述噪声信号值及所述传感模拟信号中传感信号值计算信号虚警率，其中所述信号虚警率计算公式为：

31、

32、其中，为所述信号虚警率，为所述传感信号值，为信号阈值，为所述噪声信号值；

33、利用如下的信号质量检测算法根据所述信号虚警率计算所述传感模拟信号的信号质量：

34、

35、其中，为所述信号质量，为对数函数，为信号维度，为压缩信号维度，为信号方差，为压缩信号方差。

36、可选地，所述异化信号值计算模块在通过预设的信号干扰检测算法计算所述传感模拟信号的信号干扰值时，具体用于：

37、利用如下信号模值计算公式计算所述传感模拟信号的信号模值：

38、

39、其中，为所述信号模值，为信号幅度，为指数函数，为圆周率，为信号中心频率，为信号持续时间，为信号跳频斜率；

40、根据所述信号模值及预设的信号门限筛选所述传感模拟信号中的干扰信号；

41、通过如下所述信号干扰检测算法，根据所述干扰信号计算信号干扰值：

42、

43、其中，为所述信号干扰值，为信号干扰优化因子，为第个干扰信号的信号干扰值，为干扰信号的数量。

44、可选地，所述传感精准信号生成模块在根据所述异化信号值生成信号反馈矩阵时，具体用于：

45、提取所述异化信号值对应的传感信号属性；

46、将所述异化信号值及所述传感信号属性构建信号反馈关联；

47、根据所述信号反馈关联生成信号反馈元素；

48、根据所述信号反馈元素生成信号反馈矩阵。

49、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于厚膜电路的精准传感方法，所述方法包括：

50、根据预设的厚膜电路的第一多维属性构建厚膜电路有限元模型，根据预设的传感器的第二多维属性构建传感器有限元模型；

51、通过预设的部件连接需求将所述传感器有限元模型与所述厚膜电路有限元模型中的电气元件进行连接，得到电气连接路径，根据所述电气连接路径生成所述传感器有限元模型的电路传感布局；

52、根据预设的信号调理电路有限元模型对所述电路传感布局进行更新，得到电路更新传感布局，根据所述电路更新传感布局对所述厚膜电路有限元模型进行传感测量模拟，得到传感模拟信号；

53、利用预设的信号质量检测算法计算所述传感模拟信号的信号质量，通过预设的信号干扰检测算法计算所述传感模拟信号的信号干扰值，通过预设的异化指标算法计算所述传感模拟信号的异化信号值，其中所述根据所述信号质量及所述信号干扰值计算所述传感模拟信号的异化信号值时，具体用于：

54、利用预设的层次指标模型确定所述信号质量的信号质量权重；

55、利用预设的层次指标模型确定所述信号干扰值的信号干扰权重；

56、利用如下异化指标算法根据所述信号质量权重及所述信号干扰权重计算所述传感模拟信号的异化信号值：

57、

58、其中，为所述异化信号值，为指数函数，为信号质量权重，为信号干扰权重，为信号质量，为所述信号干扰值；

59、根据所述异化信号值生成信号反馈矩阵，根据所述信号反馈矩阵对所述电气连接路径进行更新，并返回至所述根据所述电气连接路径生成所述传感器有限元模型的电路传感布局的步骤，直至所述异化信号值达到预设的信号阈值，生成传感精准信号。

60、为了解决上述问题，本发明还提供一种设备，所述设备包括：

61、至少一个处理器；以及，

62、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

63、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述所述的基于厚膜电路的精准传感系统的运行方法。

64、为了解决上述问题，本发明还提供一种介质，所述介质中存储有至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于厚膜电路的精准传感系统的运行方法。

65、本发明实施例通过构建厚膜电路有限元模型及传感器有限元模型，有利于在有限元仿真中进行综合仿真，准确地模拟传感器与电路之间的电气连接路径；根据电气连接路径生成厚膜电路中传感器有限元模型的电路传感布局，有效地电路传感布局可以提高厚膜电路的性能和可靠性；根据信号调理电路有限元模型对电路传感布局进行更新，进而根据更新后的电路传感布局进行传感测量模拟，根据模拟结果可以对传感器的性能进行准确评估和分析，计算传感模拟信号的信号质量及信号干扰值，进而根据信号质量及信号干扰值计算传感模拟信号的异化信号值，有利于根据异化信号值评估厚膜电路上的传感信号的精准性，便于对厚膜电路的电路布局进行调整优化；根据信号反馈矩阵对电气连接路径进行更新，以得到最佳的电气连接路径，生成传感精准信号。因此本发明提出的基于厚膜电路的精准传感系统、方法、设备及介质，可以解决进行厚膜电路传感时的精准性较低的问题。