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,北京冰箱传感器线圈,北京冰箱传感器线圈。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,北京冰箱传感器线圈。类似地。传感器线圈直销,无锡东英电子有限公司。北京冰箱传感器线圈
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。外壳传感器线圈厂家哪家好传感器线圈线圈,无锡东英电子有限公司。
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。
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。传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
如图4a进一步示出的,金属目标408沿z方向定位,以在金属目标408与位置定位系统410之间提供气隙(ag)。在一些实施例中,定位器404能够如在坐标系420中所示的在x-y平面中线性地移动金属目标408。在一些实施例中,定位器404根据需要在位置定位器系统410上方围绕旋转中心旋转金属目标408,例如,用于测试旋转定位器而不是线性定位器。控制器402被耦合以提供控制信号并从定位器404接收接收线圈信号。控制器402还被耦合以将发射功率提供给在定位系统410上的发射线圈,并接收和处理来自定位系统410中的接收线圈的信号。如上所述,位置定位系统410可以包括如上所述的发射线圈106、余弦定向线圈110和正弦定向线圈112。在一些情况下,控制器402可以与定位系统410的发射线圈106、余弦定向线圈110和正弦定向线圈112安装在同一pcb上,并将定位信号提供给分离的处理器422。处理器422可以是能够将控制器402和定位器404接合的任何处理系统。这样,处理器422可以包括一个或多个微型计算机、暂时性和非暂时性存储器以及接口。处理器404与定位器进行通信,以确定金属目标408相对于位置定位系统410的精确位置,并且向定位器404提供信号。换向传感器线圈,无锡东英电子有限公司。外壳传感器线圈厂家哪家好
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图10f示出正在算法704中进行仿真的位置定位系统设计中的线圈1028和线圈1026上方的金属目标1204的定位。为了讨论的目的,图10f示出图8a和图8b所示的线圈设计800的示例,其中线圈1028和线圈1026分别与线圈804和线圈806的迹线的一维近似相对应。为了简化图示,在图10f中未示出发射线圈802,但是发射线圈802的迹线也通过一维导线迹线近似。在仿真了来自位置定位系统800的目标线圈802的电磁场之后,然后在图10a所示的算法704的示例的步骤1008中,仿真金属目标1024的涡电流,并且确定从那些涡电流产生的电磁场。在一些实施例中,金属目标1024中的感应涡电流是通过原始边界积分公式来计算的。金属目标1024通常可以被建模为薄金属片。通常,金属目标1024很薄,为35μm至70μm,而横向尺寸通常以毫米进行测量。如上文关于导线迹线所讨论的,当导体具有小于在特定工作频率下磁场的穿透深度的大约两倍的厚度时,感应电流密度在整个层厚度上基本上是均匀的。因此,可以将金属目标1024的细导体建模为感应涡电流与该表面相切的表面。如果不是这种情况,则可以使用类似于以下中提供的计算上代价更高的体积积分公式或有限元建模来对目标进行建模:bettini,m.、passarotto,艮、specogna。北京冰箱传感器线圈
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