塑封传感器线圈量大从优

时间:2021年01月17日 来源:

    7203904,2015年,其提供非常快速的仿真(25个目标位置需要数十秒)。可以对此类算法进行调整,以仿真pcb上的迹线和感应传感器应用。具体地,仿真可以输入pcb迹线的几何形状、金属目标的几何形状、气隙、金属目标在由迹线形成的线圈上的平移/旋转、以及另外的固定导体,其例如可用于仿真pct或传感器附近的其他导体的接地层。仿真可以输出线圈上方的金属目标的一系列位置处来自线圈的仿真电压。在一些实施例中,在本申请中也可以使用有限元方法(fem)或类似方法。然而,在一些情况下,执行这些仿真可能需要大量的计算时间。可以预期,相对于上述bim方法,每个传感器目标位置的计算可能使用两个或更多个数量级的计算时间。此外,可能需要针对每个目标位置从头开始重建计算域的网格。而且,由于长而细的导体需要大量的网格元素来获得精确的解,因此这些技术的准确性可能受限。这些计算也可能受到存储器和计算时间资源的限制。图10a示出算法700的仿真步骤704的示例。实际上,如图7a的示例中所示的算法700基本上补偿了上述的非理想性,并因此产生与提供精确的位置定位系统的问题的物理学相容的佳的可能的解。为此,开发了位置定位系统的一种真实高效的数值模型。工程传感器线圈,无锡东英电子有限公司。塑封传感器线圈量大从优

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    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,其可以用作如图7a所示的算法700的输入。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,其可以包括多个环路,并且还可以包括穿过pcb的通孔。塑封传感器线圈量大从优传感器线圈型号,无锡东英电子有限公司。

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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。

    图4d示出利用图4b所示的测试设备测量的来自位置定位系统中的接收线圈的接收电压。图5示出测量到的响应和仿真响应。图6示出根据本发明的实施例优化的示例线圈设计的测量到的响应与仿真响应之间的误差。图7a和图7b示出根据本发明的一些实施例的用于优化位置定位传感器的线圈设计的算法。图7c示出操作图7a所示的算法的系统的输入屏幕快照。图8a和图8b示出根据本发明的一些实施例的线圈设计。图9a、图9b和图9c示出根据本发明的一些实施例的另一个示例线圈设计。图9d和图9e示出根据一些实施例的线圈设计的性能特性。图10a示出根据一些实施例的仿真算法。图10b和图10c示出在导线周围生成的场和在矩形迹线周围生成的场。图10d和图10e示出通过将矩形迹线视为一维导线、多导线或3d块状件(brick)而生成的误差。图10f示出在线圈上方的金属目标中的涡电流的仿真。图11示出根据一些实施例的用于调整线圈设计的算法。图12示出根据一些实施例的用于调整线圈设计的算法的另一个实施例。图13示出优化无阱(well)设计。图14示出经优化的有阱设计。下文进一步讨论本发明的实施例的这些和其他方面。具体实施方式在下文的描述中,阐述了描述本发明的一些实施例的具体细节。然而。传感器线圈效果,无锡东英电子有限公司。

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    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。其它传感器线圈,无锡东英电子有限公司。塑封传感器线圈量大从优

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    导电金属目标124可被定位在发射器线圈和两个线圈上方。如图1a所示,发射线圈106被驱动以形成磁场108。发射线圈106可以以一定频率范围或特定频率被驱动。在图1a中,磁场108(其中用箭头示出正电流)在每个导线周围是圆形的,并且在线圈106内沿着指出页面的方向且在线圈108的外部沿着进入页面的方向,其中电流方向如图1a所示。如图1b所示,接收线圈104位于线圈106内部。发射线圈106可以以可以产生用于在线圈104中感应电压的电磁场108的任何频率被驱动。通常,可以存在任意数量的接收二器线圈,然而,为了便于时论,下文时论具有两个线圈的系统。图1b示出发射线圈(tx)106内的传感器接收线圈(rx)104的布置。如图1b所示,传感器接收线圈104包括正弦波定向线圈rxsin112和余弦定向信号线圈rxcos110。正弦波定向线圈rxsin112包括正弦环路114、正弦环路116和正弦环路118,其中,线圈112沿同相或反相方向(此处描绘为顺时针或逆时针图示)缠绕,以由于电磁场108的存在而在环路中产生相反符号的电压。如图所示,正弦波定向线圈112的布线提供环路114和环路118的顺时针旋转从而产生标称正电压、以及环路116的逆时针旋转从而产生标称负电压。类似地。塑封传感器线圈量大从优

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