本發(fā)明涉及真空計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，具體而言，涉及一種薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、目前，為了提高薄膜真空計(jì)的性能，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的改進(jìn)主要依賴于實(shí)驗(yàn)方法，然而，這種方法存在不足，如實(shí)驗(yàn)成本高、周期長(zhǎng)，且難以全面覆蓋所有可能的工況。因此，引入仿真改進(jìn)方法成為了一種趨勢(shì)，通過(guò)理論分析與仿真模擬相結(jié)合，可以更加深入地研究影響薄膜真空計(jì)性能的各種因素，如薄膜材料、電極結(jié)構(gòu)、尺寸等，從而提出更加有效的改進(jìn)方案，仿真方法不僅能夠降低實(shí)驗(yàn)成本，縮短研發(fā)周期，還能夠提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。但是在評(píng)價(jià)薄膜真空計(jì)的性能時(shí)，電容-壓力曲線的線性度和靈敏度是兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，其中，線性度反映了真空計(jì)輸出信號(hào)與真實(shí)壓力值之間的線性關(guān)系，良好的線性度意味著測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性更高；而靈敏度則描述了真空計(jì)對(duì)微小壓力變化的響應(yīng)能力，高靈敏度的真空計(jì)能夠捕捉到更細(xì)微的壓力波動(dòng)，提供更精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。但兩種性能彼此制衡，提升靈敏度往往意味著降低線性度，因此，需要研究一種薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法，能夠在線性度和靈敏度兩者之間進(jìn)行權(quán)衡。

2、針對(duì)上述問(wèn)題，目前尚未有有效的技術(shù)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，目的是找到一組最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得真空計(jì)在靈敏度和線性度之間達(dá)到最佳平衡。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法，包括步驟：

3、s1.基于comsol?multiphysics構(gòu)建薄膜真空計(jì)的多個(gè)仿真模型，并對(duì)多個(gè)所述仿真模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)，多個(gè)所述仿真模型分別對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)；

4、s2.獲取仿真試驗(yàn)得到的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)電容數(shù)據(jù)和多個(gè)壓力數(shù)據(jù)；

5、s3.根據(jù)各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)所述電容數(shù)據(jù)和多個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的靈敏度；

6、s4.根據(jù)各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)所述電容數(shù)據(jù)和多個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的線性度；

7、s5.根據(jù)各個(gè)所述靈敏度和各個(gè)所述線性度獲取最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)；

8、s6.根據(jù)所述最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)輸出對(duì)應(yīng)的所述仿真模型以得到最終模型。

9、通過(guò)上述設(shè)置，找到一組最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得真空計(jì)在靈敏度和線性度之間達(dá)到最佳平衡。

10、進(jìn)一步的，步驟s3包括：

11、根據(jù)各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)所述電容數(shù)據(jù)和多個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)；采用以下公式計(jì)算所述靈敏度；

12、；

13、其中，=；

14、式中，為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的靈敏度；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述壓力數(shù)據(jù)中最大的壓力值；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述壓力數(shù)據(jù)中最小的壓力值；為歸一化常數(shù)，為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述電容數(shù)據(jù)中最大的電容值；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述電容數(shù)據(jù)中最小的電容值，為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有壓力數(shù)據(jù)中最大的壓力值；為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有壓力數(shù)據(jù)中最小的壓力值；為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有電容數(shù)據(jù)中最大的電容值；為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有電容數(shù)據(jù)中最小的電容值。

15、通過(guò)上述設(shè)置，能夠?qū)⒎抡娴玫降碾娙輸?shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可量化的靈敏度指標(biāo)，為后續(xù)步驟的優(yōu)化提供明確的數(shù)值依據(jù)，保證了優(yōu)化過(guò)程的有效性和可靠性。

16、進(jìn)一步的，步驟s4包括：

17、根據(jù)各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)所述電容數(shù)據(jù)和多個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)，采用以下公式計(jì)算所述線性度；

18、；

19、其中，=；

20、式中，為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的線性度；為每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)的總數(shù)量，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)一個(gè)所述電容數(shù)據(jù)；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述壓力數(shù)據(jù)中最大的壓力值；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的所述壓力數(shù)據(jù)；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述壓力數(shù)據(jù)中最小的壓力值；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述電容數(shù)據(jù)中最大的電容值；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有所述電容數(shù)據(jù)中最小的電容值；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的所述電容數(shù)據(jù)；為歸一化常數(shù)；為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有壓力數(shù)據(jù)中最大的壓力值；為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有壓力數(shù)據(jù)中最小的壓力值；為與預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有電容數(shù)據(jù)中最大的電容值；為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的所有電容數(shù)據(jù)中最小的電容值，為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的所述壓力數(shù)據(jù)，為預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的第個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的所述電容數(shù)據(jù)。

21、通過(guò)上述設(shè)置，將不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的線性度值統(tǒng)一到一個(gè)可比較的尺度上，從而更方便地進(jìn)行優(yōu)化。

22、進(jìn)一步的，步驟s5包括：

23、根據(jù)各個(gè)所述靈敏度和各個(gè)所述線性度進(jìn)行加權(quán)計(jì)算并獲取最小綜合值；

24、根據(jù)所述最小綜合值獲取對(duì)應(yīng)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。

25、進(jìn)一步的，所述根據(jù)各個(gè)所述靈敏度和各個(gè)所述線性度進(jìn)行加權(quán)計(jì)算并獲取最小綜合值的步驟包括：

26、根據(jù)各個(gè)所述靈敏度和各個(gè)所述線性度，采用以下加權(quán)公式計(jì)算綜合值：

27、?；

28、式中，為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的綜合值，為權(quán)重系數(shù)；為權(quán)重系數(shù)；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的靈敏度；為第個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的線性度；

29、比較各個(gè)所述綜合值，以獲取最小綜合值。

30、進(jìn)一步的，步驟s1包括：

31、s11.基于comsol?multiphysics，設(shè)置初始模型；

32、s12.根據(jù)所述初始模型進(jìn)行參數(shù)化建模以獲取多個(gè)所述仿真模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)。

33、進(jìn)一步的，步驟s12的具體步驟包括：

34、s121.設(shè)置材料屬性；

35、s122.確定物理場(chǎng)配置；

36、s123.配置穩(wěn)態(tài)求解器并進(jìn)行仿真試驗(yàn)；

37、s124.添加結(jié)構(gòu)參數(shù)掃描及預(yù)設(shè)待掃描結(jié)構(gòu)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)掃描變化范圍；

38、s125.進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)掃描并導(dǎo)出每個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的所有電容數(shù)據(jù)和所有壓力數(shù)據(jù)。

39、第二方面，本發(fā)明提供了一種薄膜真空計(jì)優(yōu)化裝置，包括：

40、建模模塊，用于基于comsol?multiphysics構(gòu)建薄膜真空計(jì)的多個(gè)仿真模型，并對(duì)多個(gè)所述仿真模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)，多個(gè)所述仿真模型分別對(duì)應(yīng)不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)；

41、第一獲取模塊，用于獲取仿真試驗(yàn)得到的各個(gè)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)電容數(shù)據(jù)和多個(gè)壓力數(shù)據(jù)；

42、第二獲取模塊，用于根據(jù)各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)所述電容數(shù)據(jù)和多個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的靈敏度；

43、第三獲取模塊，用于根據(jù)各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)所述電容數(shù)據(jù)和多個(gè)所述壓力數(shù)據(jù)獲取對(duì)應(yīng)的線性度；

44、第四獲取模塊，用于根據(jù)各個(gè)所述靈敏度和各個(gè)所述線性度獲取最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)；

45、輸出模塊，用于根據(jù)所述最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)輸出對(duì)應(yīng)的所述仿真模型以得到最終模型。

46、本發(fā)明提供的薄膜真空計(jì)優(yōu)化裝置有效解決了人工操作效率低下的問(wèn)題，縮短了優(yōu)化周期，提高了優(yōu)化效率和精度。

47、通過(guò)各個(gè)模塊之間的協(xié)同工作，有效解決了人工操作效率低下的問(wèn)題，縮短了優(yōu)化周期，提高了優(yōu)化效率和精度。

48、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括處理器以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀取指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)可讀取指令由所述處理器執(zhí)行時(shí)，運(yùn)行如上述第一方面提供的所述薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法中的步驟。

49、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)運(yùn)行如上述第一方面提供的所述薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法中的步驟。

50、由上可知，本發(fā)明提供的薄膜真空計(jì)優(yōu)化方法、裝置、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)仿真獲取不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的多個(gè)電容數(shù)據(jù)和多個(gè)壓力數(shù)據(jù)，并計(jì)算不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)應(yīng)的靈敏度和線性度，根據(jù)各個(gè)靈敏度和各個(gè)線性度進(jìn)行優(yōu)化得到最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，最后根據(jù)最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)輸出對(duì)應(yīng)的仿真模型以得到最終模型，從而保證選取的最終模型在靈敏度和線性度之間達(dá)到最佳平衡。

51、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。