算法700在步骤706中计算小位置误差,并且在步骤706、步骤708和步骤712中小化rx线圈的非理想性。利用在此优化之后获得的坐标,可以使用商业eda工具印刷pcb,如步骤710所示。本发明的实施例可用于产生用于位置定位系统的线圈设计,所述位置定位系统用于需要位置传感器技术、扭矩、扭矩角传感器(tas)的所有应用以及使用感应原理和在pcb上的线圈的所有其他应用。某些实施例的益处包括在两个上具有零偏差,这意味着达到理论极限零。从优化线圈之前出现的%fs-3%fs的起点获得%fs的误差(提高6倍)可以实现。此外,如果误差减小得足够好,则不需要线性化方法或校准方法。此外,可以减少用于产生可行的线圈设计的试错的次数,提供缩短的产品推向市场的时间。图8a和图8b示出pcb(为了清楚起见未示出)上的线圈布局800的示例,微型传感器线圈厂家拿货价格,其可以用作如图7a所示的算法700的输入,微型传感器线圈厂家拿货价格。在一些情况下,算法700将修改根据算法720所产生的经优化的线圈设计,以优化线圈布局800的准确性。图8a示出线圈布局800,而图8b示出线圈布局800的平面图,其将迹线重叠在pcb的顶侧和底侧上。如图8a和图8b所示,线圈设计800包括发射线圈802,微型传感器线圈厂家拿货价格,其可以包括多个环路,并且还可以包括穿过pcb的通孔。原装传感器线圈,无锡东英电子有限公司。微型传感器线圈厂家拿货价格
余弦定向线圈110可以包括具有顺时针定向的环路120和具有逆时针定向的第二环路122。图1b示出由箭头指示的可能的电动势参考方向,该方向与由如图1a所示的发射器线圈106产生的磁场一致。如本领域技术人员将认识到的,可以以其他方式解释所述定向。在图1b所示的系统中,发射器线圈(tx)106被电路102(电路102可以是集成电路)激励,以生成被示出为emf场108的可变电磁场(emf)。磁场108与线圈(rx)104耦合。如图1b所示,如果将导电金属目标124放置在线圈104的上方,则会在金属目标124中生成涡电流。该涡电流生成新的电磁场,该电磁场理想情况下与场108相等并相反,从而抵消了在金属目标124正下方的线圈104中的场。线圈(rx)104捕获由发射线圈106生成的可变emf场108和由金属目标124感应的场,得到在线圈104的端子处生成的正弦电压。在没有金属目标124的情况下,在rx线圈104(在图1b中被标记为rxcos110和rxsin112)的端子处将没有电压。当金属目标124相对于rx线圈104被放置在特定位置时,在被金属目标124覆盖的区域上的合成电磁场理想地为零,因此在rx线圈104的端子处的电压将具有不同的特性,这取决于金属目标124相对于接收线圈104的位置。陕西什么是传感器线圈传感器线圈用途,无锡东英电子有限公司。
将位置设置为扫描中的当前定义的位置。在步骤1006中,确定由发射线圈生成的电磁场。利用在步骤1002中提供的其他参数来接收发射线圈的驱动电压和操作频率。一旦确定了来自发射线圈的电磁场,在步骤1008中就可以确定由于这些场而在金属目标中生成的涡电流。根据涡电流,可以仿真由目标生成的磁场。在步骤1010中,确定由于由发射线圈生成的场和由金属目标中的感应涡电流生成的场的组合而在线圈中生成的电压。在步骤1011中,针对目标的现行位置再次执行电感l的计算,以评估l相对于步骤1003的结果的变化。在步骤1012中,存储响应数据以供将来参考。在步骤1014中,算法704进行检查以查看扫描是否已经完成。如果未完成,则算法704进行到步骤1018,在步骤1018处,金属目标的当前位置递增,然后进行到步骤1004,在步骤1004处开始对该位置的仿真。如果扫描完成,则算法704进行到步骤1016,在步骤1016处,仿真结束,并且算法返回到图7a所示的算法700的步骤706。仿真和根据仿真对线圈的重新配置(在图7a中,仿真步骤704、比较步骤706、决策步骤708和设计调整步骤712)应足够快,以在短时间段内测试大量的线圈设计配置。在通过算法700获得经优化的线圈设计之前。
该仿真已在算法700的步骤704中执行。否则,执行类似的仿真。在步骤726中,在印刷电路板上物理地产生线圈设计。在步骤728中,例如利用如图4a和图4b所示的定位系统400来测量物理地产生的线圈设计响应。在步骤730中,将来自物理地产生的线圈设计的测量结果与来自线圈设计的仿真结果进行比较。然后,步骤730可以针对其准确性验证在步骤724中执行的仿真。在步骤732中,如果仿真与测量结果匹配,则算法720进行到步骤734,在此线圈设计已经被验证。在步骤732中,如果仿真结果与物理测量结果不匹配,则算法720进行到步骤736。在步骤736中,如果所执行的算法720为对由算法700所产生的线圈设计的验证,则修改算法700的输入设计,并返回算法700。在一些实施例中,在步骤736中产生错误,指示仿真未正确地运行,因此仿真自身需要进行调整以便更好地仿真特定位置定位系统中的所有非理想性。在那种情况下,步骤736也可以是模型校准算法。因此,在本发明的一些实施例中,可以通过迭代地提供当前线圈设计的仿真,然后根据该仿真修改线圈设计,直到线圈设计满足期望的规范为止,来产生优化的线圈设计。在一些情况下,作为后一步,将物理产生并测试经优化的线圈设计。工业传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
此处提供的电压描述是成比例的,并且被描述为完整环路(环路120、环路122和环路116)的比例可以具有大表示1,而环路114和环路118可以具有大表示1/2。符号环路的参考方向,其导致从该环路生成电压。参考方向是任意的,并且无论选择两个可能的方向中的哪一个方向来表示正方向,都可以计算出一致的结果。然而,在金属目标124被放置在0°位置的情况下,正弦定向线圈112的环路114中的磁场108被金属目标124中生成的涡电流抵消,使得vc=0。在正弦定向线圈112的环路116中,环路116在金属目标124下方的一半中的磁场108被金属目标124中形成的涡电流抵消,但是环路116不在金属目标124下方的一半中的磁场108生成电压。由于环路116的一半被暴露,因此生成的电压为vd=-1/2。此外,在正弦定向线圈112的环路118中生成电压,使得ve为1/2。然而,由环路116生成的电压被在环路118中生成的电压抵消,导致正弦定向环路112两端的电压信号为0;vsin=vc+vd+ve=0。在金属目标124相对于余弦定向线圈110的相同定向下,环路120被金属目标124覆盖,使得va=0。环路122被暴露,使得vb=1。因此,余弦定向线圈110两端的电压vcos由va+vb=1给出。常开传感器线圈,无锡东英电子有限公司。陕西什么是传感器线圈
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与线圈设计800所示的线性位置系统不同,图9a、图9b和图9c所示的线圈设计900示出旋转位置系统。如线圈设计900中所示,发射线圈902、余弦定向接收线圈904和正弦定向线圈906以圆形方式定向。此外,发射线圈902包括具有引线920的变形部分916。正弦定向线圈906包括阱908和阱912,并且被连接到引线924。类似地,余弦定向线圈904包括阱910和阱914,并且被耦合到引线926。pcb还可以具有安装孔918。图9a示出线圈设计900的平面图,而图9b示出线圈设计900的斜视图,其示出在其上形成线圈设计900的pcb板的两侧上的通孔和迹线。图9c示出印刷电路板930上的线圈设计900的平面图。此外,被耦合到引线920、引线924和引线926的控制电路932被安装在电路板930上。图9d示出类似于在定位系统400中使用的实际位置的实际位置与在例如算法700的步骤704中通过使用rx电压通过仿真重构的位置之间的百分比误差。如图9d所示,在已经根据算法700优化线圈设计900之后,理论结果与仿真结果之间的百分比误差小于%。图9e示出在已经根据算法700优化线圈设计900之后的实际角位置和仿真角位置。图6也示出在已经应用线性化算法之后经优化的线圈设计900的全标度误差的百分比。在该标度下,误差小于%fs。微型传感器线圈厂家拿货价格
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