可以把产生电涡流的金属导体等效成一个短路环,即假设电涡流只分布在环体内。因此,电涡流式传感器的等效电路计算方法为:式中,R2为电涡流短路环等效电阻;h为电涡流的深度();ra为短路环的外径;ri为短路环的内径,江西工程传感器线圈。由基尔霍夫电压定律有式中ω为线圈与金属导体的互感系数。可得等效阻抗为式中Req为产生电涡流效应后线圈的等效电阻,Leq为产生电涡流效应后线圈的等效电感。由于电涡流的影响,线圈复阻抗的实部(等效电阻)增大,江西工程传感器线圈、虚部(等效电感)减小。因此,线圈的等效品质因数下降。电涡流式传感器的等效电气参数都是互感系数M2的函数。通常总是利用其等效电感的变化组成测量电路,因此,电涡流式传感器属于电感式(互感式)传感器。三、测量电路用于电涡流传感器的测量电路主要有调频式,调幅式测量电路两种。1,江西工程传感器线圈、调频式测量电路调频式测量电路,传感器线圈作为组成LC振荡器的电感元件,当传感器等效电感在涡流影响下因被测量变化而变化时,将导致振荡器的振荡频率发生变化,该频率可直接由数字频率计测得,或通过频率-电压变换后用数字电压表测量出对应的电压。2、调幅式测量电路调幅式测量电路,由传感器线圈、电容和石英晶体组成的石英晶体振荡电路。定制传感器线圈,无锡东英电子有限公司。江西工程传感器线圈
可以使用数百甚至数千次仿真。因此,存在一些模型简化,这尽管基本上不影响仿真的准确性,但可以提高速度。例如,如果每次仿真需要10秒钟来完成,则使用100次迭代的优化可能需要16分钟。然而,如果每次仿真需要10分钟完成,则同一优化可能需要16个小时来完成。在一些实施例中使用的有效简化是用一维导线模型来表示用于形成发射线圈和线圈的导电迹线。在与一维导线模型偏离严重的情况下,考虑一个具有35μm的高度和。该矩形迹线可以由例如铜的任何非磁性导电材料形成。其他金属也可以用来形成迹线,但铜更为典型。对于厚度为趋肤深度的大约两倍的迹线部分,矩形迹线中流动的电流的电流密度可以是非常均匀的。对于铜,在5mhz的频率下的趋肤深度为30μm。因此,对于上述基准矩形迹线,迹线内的电流密度将是基本上均匀的。图10b示出由承载电流的一维导线1020生成的场。如果在两个结构中流动的电流相同,则由导线1020或由一定直径的直的圆柱体生成的场没有差异。然而,图10c示出在基准迹线1022周围生成的场,基准迹线1022是上述由铜形成的并且具有35μm的高度和。如图10c所示,即使在小于1mm的短距离处,该场看起来也与图10b中的由导线1020所生成的场相同。山东防爆传感器线圈传感器线圈种类,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。
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。空调传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
发射/接收电路102和接收线圈104之间的金属迹线的连接以及发射/接收电路102和发射线圈106之间的金属迹线的连接,其也对所生成的电磁场有贡献;金属目标124与安装有接收线圈104和发射线圈106的pcb之间的气隙(ag);正弦定向线圈112和余弦定向线圈110之间的幅度偏差;来自正弦定向线圈112和余弦定向线圈110的接收信号之间的失配;正弦定向线圈112和余弦定向线圈110中的不同的耦合效应。此外,金属目标124和pcb之间的气隙(ag)与位置确定的准确性之间存在很强的相关性。此外,在理想情况下,正弦定向线圈112和余弦定向线圈110的拓扑是理想的三角函数,但是在实际设计中,这些线圈104不是理想的,并且具有若干个通孔,以允许通过使用pcb的两面将迹线互相盘绕在pcb上。图3a示出被定向在pcb(为清楚起见,图3a中未示出)上的正弦定向线圈112。pcb被定位为使得形成正弦定向线圈112的迹线被定位在pcb的顶侧和底侧。在本公开中,对pcb的顶侧或底侧的引用指示pcb的相对侧,并且关于pcb的定向没有其他含义。通常,位置定位系统被定位成使得pcb的顶侧面向金属目标124的表面。图3b示出pcb322的顶侧,在顶侧上形成用于形成发射线圈106、正弦定向线圈112和余弦定向线圈110的顶侧迹线。冰箱传感器线圈芯,无锡东英电子有限公司。云南批发传感器线圈
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这样的系统中的金属目标124的实际位置可以从由接收线圈104的输出电压测量到的角位置以及接收线圈110和接收线圈112的拓扑得出。此外,如图1b所示,线圈110的拓扑和线圈112的拓扑被协调以提供对金属目标124的位置的指示。图2a示出金属目标124的0°位置,为了便于说明,余弦定向线圈110和正弦定向线圈112被分开。如图1b所示,正弦定向线圈112和余弦定向线圈110共同位于发射线圈106内。使用如图1a所示的磁场108,正弦定向线圈112的环路114、环路116和环路118被定位为使得每个环路中的电压之和抵消,从而使总vsin为0。如图2a所示,在没有金属目标124的情况下,环路114中的电压vc可以被表示为1/2,环路116中的电压(因为该环路中的电流与环路114和环路118中的电流相反)可以被表示为vd=-1,而环路118中的电压可以表示为ve=1/2。因此,线圈112中的电压为vsin=vc+vd+ve=0。因此,如果不存在金属目标124,则来自正弦定向线圈112的输出信号将为0。类似地,如果不存在金属目标124,则来自余弦定向环路110的输出信号也为0,这是因为由环路120中的磁场108生成的电压va=-1抵消了由环路122中的磁场108所生成的电压vb=1,使得vcos=va+vb=0。如上文所讨论的。江西工程传感器线圈
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