摘要：在当今社会，信息技术日益凸显其重要地位。它包含了三种技术支柱分别是传感器技术、通信技术和计算机技术，这些技术构成了我们现在所熟悉的信息系统。这些技术又分别对应了系统中的“感觉器官”、“神经器官”和“大脑器官”。所以，传感器技术是现代信息社会的重要根基。而且，传感器又是系统与外界交互的首要部件。但是，就当前而言不管外国还是本国，传感器这项技术都比其他信息系统中的技术还要落后，根本达不到现在信息系统的要求。尽管计算机与网络技术已经有较高的成绩，但是对于计算机而言，它的信息输入方面仍不能与其发展相适应。这部分的不先进造成了计算机的效率降低。所以，要想提高信息系统的水平，还是得依赖于传感器技术。

本课题基于COMSOL Multiphysics软件，对压电传感器进行建模与仿真，获取与学习这方面的理论知识，为实物的生产和改进提供有效的理论依据。

压电式传感器，是一种基于压电效应的传感器。它是由压电材料充当敏感元件，受力在表面会产生电荷。传感器会输出电量，电量的输出与所受外力成正比，可用来测量力变换为电的非电物理量。其具有较宽的频带、高度的灵敏、结构简单、轻便等。关于本课题所研究的知识，它能够为压电式传感器的实物制造与改进节省巨大的成本，对于国家的现代化信息技术发展，在传感器方面提供有利的仿真依据。

关键词：传感器技术  压电式传感器  COMSOL Multiphysics  仿真及应用

目录

摘要

Abstract

1.绪论-1

1.1课题的研究背景与意义-1

1.2课题的研究现状-1

1.3本文的主要工作和内容安排-2

2.COMSOL Multiphysics软件简介-4

3.压电传感器简介-6

3.1压电效应-6

3.2压电材料-7

4.压电传感器仿真-8

4.1模型定义-8

4.2图形用户界面建模-9

4.2.1模型导航窗口-9

4.2.2标量变量-10

4.2.3几何建模-10

4.2.4求解域设定—压电轴对称-10

4.2.5边界条件—压电轴对称-11

4.2.6求解域和边界条件设定—声压-12

4.2.7网格生成和计算解-12

4.2.8后处理与可视化-13

4.3后处理结果-14

5.表面声波（SAW）气体传感器仿真-17

5.1引言-17

5.2模型定义-17

5.3图形用户界面建模-19

5.3.1模型导航视窗-19

5.3.2几何建模-20

5.3.3选项和设置-20

5.3.4物理量设置-21

5.3.5网格生成-22

5.3.6计算解-23

5.3.7后处理和可视化-24

5.4没暴露在气体中的传感器-24

5.4.1求解域设置-24

5.4.2边界条件和求解-25

5.4.3后处理和可视化-26

5.5暴露在气体的传感器-27

5.6结果-28

6.总结与展望-30

参考文献-31

致谢-32