本发明的实施例包括:仿真步骤704,其仿真位置定位系统线圈设计的响应;以及,线圈设计调整算法712,其使用所仿真的响应来调整线圈设计以获得更好的准确性。如上所述,位置传感器遭受许多非理想性。首先,tx线圈所产生的磁场高度不均匀,并且由于这种不均匀性,目标和rx线圈之间的间隙允许许多磁通量无法正确地被目标屏蔽。另一个效果是,pcb底部上的rx线圈部分比pcb的顶部中的对应部分捕获更少的感应磁通量。后,允许与控制器芯片连接的rx线圈的出口也产生可感测的偏移误差。在线性和弧形传感器中,还存在在传感器的端部产生巨大的杂散场的强烈效应,防爆传感器线圈价格查询。这后的效应是线性和弧形设计中大多数误差的原因。如上所述,线圈设计的优化始于算法700的步骤704中的良好仿真。在迭代中,对算法700的步骤702中所输入的初始线圈设计执行仿真。根据一些实施例,仿真包括在意大利乌迪内大学开发的涡电流求解算法。具体地,仿真算法的示例使用在以下发表文章中介绍的边界积分方法(bim):,“aboundaryintegralmethodforcomputingeddycurrents1nthinconductorsforarbitrarytopology(任意拓扑的薄导体中的涡电流计算的边界积分方法)”,ieee磁学学报(transactionsonmagnetics),第41卷,防爆传感器线圈价格查询,防爆传感器线圈价格查询,第3期。工业传感器线圈,无锡东英电子有限公司。防爆传感器线圈价格查询
样条函数或任何其他插值函数可用于链接一维路径以形成发射线圈802和接收线圈804及接收线圈806的形状。通过应用合适的函数可以更高效地实现接收线圈的变形。例如,在旋转传感器中,该函数将是半径的函数。在步骤1102中,在算法712中输入和接收当前线圈设计布局、仿真结果以及在一些情况下在步骤706中提供的比较。然后可以使用非线性编程求解器来找到使给定目标函数小化的发射线圈802和接收线圈804及接收线圈806的形状。目标函数由三部分形成,如图11所示。在步骤1103中,建立如图14所示的外部阱1402和外部阱1404的宽度,以小化没有目标时的偏差。在步骤1104中,将检测到的位置(即,电角度)与理想位置之间的均方根误差(rms)小化。这不会对电压vcos和vsin相对于位置的形状产生任何影响。在步骤1106中,算法712评估作为位置的函数的vcos和vsin的仿真值和具有相等幅度的两个正弦曲线之间的差的rms,以便约束输出电压的形状。在一些实施例中,经重新设计的接收线圈804和接收线圈806的形状可以在步骤1104和步骤1106两者中收敛。在一些实施例中,步骤1104和步骤1106可以使用元启发式优化求解器。然而,元启发式优化求解器往往很慢。因此,在一些实施例中。防爆传感器线圈价格查询传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
可以把产生电涡流的金属导体等效成一个短路环,即假设电涡流只分布在环体内。因此,电涡流式传感器的等效电路计算方法为:式中,R2为电涡流短路环等效电阻;h为电涡流的深度();ra为短路环的外径;ri为短路环的内径。由基尔霍夫电压定律有式中ω为线圈与金属导体的互感系数。可得等效阻抗为式中Req为产生电涡流效应后线圈的等效电阻,Leq为产生电涡流效应后线圈的等效电感。由于电涡流的影响,线圈复阻抗的实部(等效电阻)增大、虚部(等效电感)减小。因此,线圈的等效品质因数下降。电涡流式传感器的等效电气参数都是互感系数M2的函数。通常总是利用其等效电感的变化组成测量电路,因此,电涡流式传感器属于电感式(互感式)传感器。三、测量电路用于电涡流传感器的测量电路主要有调频式,调幅式测量电路两种。1、调频式测量电路调频式测量电路,传感器线圈作为组成LC振荡器的电感元件,当传感器等效电感在涡流影响下因被测量变化而变化时,将导致振荡器的振荡频率发生变化,该频率可直接由数字频率计测得,或通过频率-电压变换后用数字电压表测量出对应的电压。2、调幅式测量电路调幅式测量电路,由传感器线圈、电容和石英晶体组成的石英晶体振荡电路。
根据法拉第电磁感应定律,当块状导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时,导体内产生感应电流,此电流在导体内闭合,称为涡流。电涡流式传感器,将位移、厚度、材料损伤等非电量转换为电阻抗的变化(或电感、Q值的变化),从而进行非电量的测量。一、工作原理电涡流式传感器由传感器激励线圈和被测金属体组成。根据法拉第电磁感应定律,当传感器激励线圈中通过以正弦交变电流时,线圈周围将产生正选交变磁场,是位于盖磁场中的金属导体产生感应电流,该感应电流又产生新的交变磁场。新的交变磁场阻碍原磁场的变化,使得传感器线圈的等效阻抗发生变化。传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z为式中,ρ为被测体的电阻率;μ为被测体的磁导率;r为线圈与被测体的尺寸因子;f为线圈中激磁电流的频率;x为线圈与导体间的距离。由此可见,线圈阻抗的变化完全取决于被测金属的电涡流效应,分别与以上因素有关。如果只改变式中的一个参数,保持其他参数不变,传感器线圈的阻抗Z就只与该参数有关,如果测出传感器线圈阻抗的变化,就可以确定该参数。在实际应用中,通常是改变线圈与导体间的距离x,而保持其他参数不变,来实现位移和距离测量。二、等效电路讨论电涡流式传感器时。传感器线圈用途,无锡东英电子有限公司。
缓冲器416和缓冲器418可以包括诸如滤波器和放大器以及模数转换器(用于向处理器412提供数字数据)之类的电路。处理器412可以如上所述地计算位置,以提供金属目标408相对于位置定位系统410上的接收线圈的位置数据。图4b示出定位系统400的示例,定位器404被耦合到底座406,并且可以包括四个步进电机,这些步进电机提供目标的4轴运动,即x、v、z以及绕z轴的旋转。这样,如图4b所示的系统400能够沿包括z方向在内的所有可能方向扫描位置定位器系统410中的接收二器线圈上方的金属目标408,以产生不同的气隙。如前所述,气隙是金属目标408与放置位置定位系统410的发射线圈和接收线圈的pcb之间的距离。这样的系统可以用于位置定位器系统410的校准、线性化和分析。图4c示出在具有发射线圈106和接收线圈104的旋转位置定位器系统410上方的金属目标408的扫描。如图4c所示,金属目标408在线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c所示地扫描金属目标408时从线圈104测量的电压vsin和电压vcos与仿真的结果的比较的示例。在图4d的特定示例中,金属目标408在50个位置被扫描。十字表示样本电压,实线表示由电磁场求解程序cdice-bim所仿真的值。耐磨传感器线圈,无锡东英电子有限公司。防爆传感器线圈价格查询
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对于理解仿真是否正确执行以及仿真是否反映设计中存在的所有非理想性是非常重要的。一旦验证了正确仿真pcb上发线圈的能力,便可以将现有设计输入到算法700的步骤702,并以提高得到的位置定位系统的准确性(例如,偏差和非线性)的方式进行修改。该方法可以在图7a的步骤704、步骤706、步骤708和步骤712所示的迭代算法中自动完成,并且在步骤704中使用仿真代码和在步骤712中使用线圈设计代码以收敛于优设计。然后可以在eda工具的帮助下,将在步骤710中输出的经改进的设计线圈印刷在pcb上。可以以与实现现有设计非常相同的方式来实现全新的设计。具体地,可以将新设计输入到算法700的步骤702,并且可以执行算法700以优化线圈设计。然后可以将在算法700的步骤710中输出的经优化的线圈设计输入到算法720,并且可以实际产生该设计以进行测试。如上所述,算法720然后可以验证经优化的线圈设计的操作。算法700的步骤712中执行的线圈设计工具可用于根据在步骤704中由仿真工具执行的仿真,使用步骤712的线圈设计工具来设计pcb上的正弦和余弦的几何形状。如算法700所示的用于优化线圈设计的迭代算法包括步骤704中的仿真工具和步骤712中的线圈设计工具。具体地。防爆传感器线圈价格查询
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