如果导线通过的电流是固定不变的,即直流电流,则产生的磁场也是恒定的。而当一个闭合回路中的电流发生变化时,随着电流的变化,电流产生的磁场也在变化。如果导线通过语音电流,则产生的磁场也随语音的变化而变化。这种变化的磁场将在它附近的其他回路中产生感应电流。如果把一个线圈回路放置在磁场中,磁力线通过线圈回路时,线圈回路有电流产生。如磁场是由语音信号所产生,那么在此磁场中线圈感应的电流则是语音电流。电场转变磁场,磁场转变电场的过程,是电磁感应基本原理的实际应用。由此我们知道,磁感应线圈助听系统信号发送与接收的过程是,将放大的音频信号电流,通过长直导线形成随音频变化的交变磁场,由接收耳机中的线圈感应出微弱音频电流,经放大后,耳机又将其恢复成语音信号,原装传感器线圈产品推荐。来自录音机、收音机、电视机或教师的声音经麦克风、放大器、调频部件以交流电的形式直接传递到线圈内,电流在线圈周围产生了一个电磁场,原装传感器线圈产品推荐,这种带有声音信号的电磁波可以在空间传播并为助听器上的拾音线圈(telecoil)所接收。在拾音线圈里电磁波又转换为音频电流,原装传感器线圈产品推荐,电流再经过助听器的放大处理,还原成声音信号。定制传感器线圈,无锡东英电子有限公司。原装传感器线圈产品推荐
图2b示出金属目标124相对于正弦定向线圈112和余弦定向线圈110处于90°位置。如图2b所示,在正弦定向线圈112中,金属目标124完全覆盖环路116,并且使环路114和环路118未被覆盖。结果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。类似地,在余弦定向线圈110中,环路120的一半被覆盖,导致va=-1/2,并且环路122的一半被覆盖,导致vb=1/2。因此,由va+vb给出的vcos为0。类似地,图2c示出金属目标124相对于正弦定向线圈112和余弦定向线圈110处于180°位置。因此,正弦定向线圈112中的环路116和环路118的一半被金属目标124覆盖,而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。结果,vsin=0且vcos=-1。图2d示出vcos和vsin相对于具有图2a、图2b和图2c中提供的线圈拓扑的金属目标124的角位置的曲线图。如图2d所示,可以通过处理vcos和vsin的值来确定角位置。如图所示,通过从定义的初始位置到定义的结束位置对目标进行扫描,将在的输出中生成图2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)电压。金属目标124相对于接收线圈104的角位置可以根据来自正弦定向线圈112的vsin和余弦定向线圈110的vcos的值来确定,如图2e所示。原装传感器线圈产品推荐汽车传感器线圈,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。
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。冰箱传感器线圈芯,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。小型传感器线圈,无锡东英电子有限公司。原装传感器线圈产品推荐
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相关申请的交叉引用本申请要求发明人为qama和specogna、标题为“sensorcoiloptimization(传感器线圈优化)”的在2018年6月29日提交的美国专利申请,这些申请中的每个申请通过引用整体并入本文。本发明的实施例涉及位置传感器,更具体地涉及位置传感器中的传感器线圈的优化。背景技术:位置传感器在各种设置中被用于测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可被用于汽车、工业和消费者应用中,以用于旋转和线性运动感测。在许多感应定位感测系统中,发射线圈被用于在一组线圈上方滑动或旋转的金属目标中感应出涡电流。接收线圈接收由涡电流和发射线圈生成的磁场,并将信号提供给处理器。处理器使用来自线圈的信号来确定金属目标在这组线圈上方的位置。处理器、发射器线圈和线圈都可以被形成在印刷电路板(pcb)上。然而,这些系统由于许多原因而显示出不准确性。例如,由发射器生成的电磁场以及在金属目标中生成的合成场可能是不均匀的,导线迹线与发射线圈的连接以及接收线圈的布置可能导致进一步的不均匀。被安装在pcb上的线圈和金属目标之间的气隙(ag)可能是不均匀的。此外,由线圈生成的信号的幅度可能具有偏差(offset)。多个线圈之间可能存在失配。原装传感器线圈产品推荐
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