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,云南燃气传感器线圈,云南燃气传感器线圈。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,云南燃气传感器线圈。新传感器线圈,无锡东英电子有限公司。云南燃气传感器线圈
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。上海传感器线圈厂家高速传感器线圈芯,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。
如图3a所示,线圈112由pcb322的顶侧上的迹线302和pcb322的底侧上的迹线304形成。迹线302和迹线304通过穿过pcb322而形成的通孔306电接合。如图3a所示,通孔306、顶侧迹线302和底侧迹线304被布置为允许形成余弦定向线圈112。例如,部分310和部分312允许线圈112交叉以形成环路114、环路116和环路118,同时在相交处将迹线分离。如进一步示出的,部分314、部分316、部分318和部分320允许余弦定向线圈112覆盖在pcb上。然而,通孔306和pcb322的相对的两侧上的迹线302和迹线304的存在降低了由线圈104检测到的信号的有效幅度。有效地,通孔306在发射线圈106和信号线圈104之间形成间隙距离,这本身对位置定位系统的准确性有很大的影响。这还与以下相结合:由于在pcb322的顶侧和底侧上都形成了信号线圈104的迹线,而导致的金属目标124和pcb322上的信号线圈104之间的有效气隙的增加。图3b示出另一个关于对称性的问题,其中,发射线圈106与接收线圈104是不对称的。在图3b所示的情况下,接收线圈104不以发射线圈106为中心,并且形成与接收线圈104和发射线圈106的连接的迹线也不对称。图3c示出由发射线圈106生成的磁场强度的不均匀性。如图3c所示。微型传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
“avolumeintegralformulationforsolvingeddycurrentproblemsonpolyhedralmesses(解决多面体对象的涡电流问题的体积积分公式)”,ieee磁学学报,第53卷,第6期,7204904,2017。如图10f进一步所示,金属目标1024的表面被表示为被网格元素1026覆盖。网格元素1026是非重叠的多边形,通常为三角形,其覆盖金属目标1024的整个表面并形成离散表面。如图10a所示,一旦在704的步骤1008中执行对金属目标1024的仿真,则在步骤1010中对线圈804和线圈806的响应进行仿真。如算法704中进一步示出的,仿真704在整个位置定位器系统800上扫描目标,并且“经计算机(insilico)”针对目标1024的所有指定位置估计接收线圈804和接收线圈806上的电压。如在图7a所示的算法700的步骤712中进一步示出的,接收线圈804和接收线圈806的形状,同时假设发射线圈以佳的可能的方式适应于传感器800的所有非理想性。鉴于无法完全消除非理想性,这了佳解决方案,并且如上所述,在仿真算法704中使用了若干个近似。图11示出算法712的示例。在算法712中,接收线圈804和接收线圈806迹线和发射线圈802的中心线被表示为一维路径。汽车传感器线圈芯,无锡东英电子有限公司。陕西传感器线圈分类
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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。云南燃气传感器线圈
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