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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。其它传感器线圈,无锡东英电子有限公司。定制传感器线圈产品推荐
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。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,第3期。小型传感器线圈报价表传感器线圈参数,无锡东英电子有限公司。
金属目标与多个线圈中的每个线圈之间可以是不同的耦合效果。这些和其他因素可能导致位置定位系统的不准确的结果。因此,需要开发更好的设计传感器线圈的方法,其为位置感测提供更好的准确度。技术实现要素:在一些实施例中,提供了一种线圈设计系统。具体地,提出一种提供经优化的位置定位传感器线圈设计的方法。该方法包括:接收线圈设计;利用该线圈设计对位置确定进行仿真,以形成仿真性能;将仿真响应与规范进行比较以提供比较;以及基于仿真性能和性能规范之间的比较来修改线圈设计,以获得更新的线圈设计。下文结合附图讨论这些和其他实施例。附图说明图1a和图1b示出用于确定目标的位置的线圈系统。图2a、图2b、图2c、图2d和图2e示出在整个线圈系统上扫描金属目标时的线圈的响应。图3a和图3b示出线圈系统中的印刷电路板上的接收线圈的配置。图3c示出由线圈系统中的发射线圈生成的电磁场的非均一性。图3d和图3e示出由线圈系统中的线圈测量的场的差异。图4a示出测试位置定位系统的准确性的测试设备的框图。图4b示出诸如图4a所示的测试设备。图4c示出利用图4b所示的测试设备来测试位置定位系统。
例如,目标的角位置可以被计算为:角位置=arctan(vsin/vcos)。图2e示出了这一点,并且示出vcos和vsin的正弦形式以及根据vcos和vsin的值得出的对金属目标124的位置的确定。在线性位置定位系统中,可以通过知道线圈104的迹线的正弦形式的波长(即,正弦定向线圈112的迹线和余弦定向线圈110的迹线的峰距区域之间的间隔),通过角位置来确定线性位置。在角位置定位系统中,正弦定向线圈112和余弦定向线圈110可以被布置为使得该角位置可以等于关于金属目标124的旋转的金属目标124的实际角位置。重要的是要注意指示位置定位传感器100的理想操作的以下条件。在那些条件中,发射器线圈106的形状不重要,只要其覆盖放置线圈104的区域即可。此外,线圈104的形状等于完美的几何重叠的正弦和余弦。另外,金属目标124的形状对工作原理没有影响,只要目标的区域覆盖线圈104的总区域的一部分即可。理想的一组线圈和理想的金属目标的这些条件从未被满足。在实际系统中,情况大不相同。非理想性导致金属目标124的位置的确定的不准确性。导致位置确定的不正确性的问题包括发射线圈106中生成的电磁场的不均匀。传感器线圈配件,无锡东英电子有限公司。
电涡流测量原理是一种非接触式测量原理。这种类型的传感器特别适合测量快速的位移变化,且无需在被测物体上施加外力。而非接触测量对于被测表面不允许接触的情况,或者需要传感器有超长寿命的应用领用意义重大。严格来讲,电涡流测量原理应该属于一种电感式测量原理。电涡流效应源自振荡电路的能量。而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成。给传感器探头内线圈提供一个交变电流,可以在传感器线圈周围形成一个磁场。如果将一个导体放入这个磁场,根据法拉第电磁感应定律,导体内会激发出电涡流。根据楞兹定律,电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反,而这将改变探头内线圈的阻抗值。而这个阻抗值的变化与线圈到被测物体之间的距离直接相关。传感器探头连接到控制器后,控制器可以从传感器探头内获得电压值的变化量,并以此为依据,计算出对应的距离值。电涡流测量原理可以运用于所有导电材料。由于电涡流可以穿透绝缘体,即使表面覆盖有绝缘体的金属材料,也可以作为电涡流传感器的被测物体。独特的圈式绕组设计在实现传感器外形紧凑的同时,可以满足其运转于高温测量环境的要求。所有德国米铱的电涡流传感器都可以承受有灰尘,潮湿,油污和压力的测量环境。尽管如此。汽车传感器线圈芯,无锡东英电子有限公司。定制传感器线圈产品推荐
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使得用于发射线圈802的迹线中的一些迹线在pcb的一侧上,而发射线圈802的其他迹线在pcb的相反侧上。在一些情况下,可以优化发射线圈以使其相对于接收线圈尽可能对称,同时小化所需空间。图8a示出通孔814和通孔816,它们允许将发射线圈802的迹线连接在pcb的侧面之间。如图8a和图8b进一步所示,接收线圈包括余弦定向线圈804和正弦定向线圈806。余弦定向线圈804包括通孔818,其允许余弦定向线圈804的导线迹线从pcb的一侧过渡到另一侧。类似地,正弦定向线圈806包括通孔820,其允许在pcb的侧面之间过渡正弦定向线圈806的布线。线圈布局800中包括的另一个特征是阱808、810和812的增加,这些阱进一步补偿由发射线圈802生成的场的不均匀性以及由该不均匀性生成的所得偏移误差。如线圈设计800中所示,提供阱808和阱810来调整正弦定向线圈804,并设置阱812来调整余弦定向线圈806。此外,可以提供通孔822和通孔824,使得阱808和阱812的迹线可以分别在pcb的任一侧上。阱808、阱810和阱812可以例如补偿由于发射线圈802生成的场中的不均匀性而引起的接收线圈804和接收线圈806中的偏差。图9a、图9b和图9c示出根据本发明的一些实施例的另一种线圈设计。定制传感器线圈产品推荐