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,工业传感器线圈 气动。图2a、图2b、图2c,工业传感器线圈 气动、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,工业传感器线圈 气动。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。传感器线圈用途,无锡东英电子有限公司。工业传感器线圈 气动
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。工业传感器线圈优势单向传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
在实际工作中,一般不进行这种检测,*进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。[1]可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X)可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路或者局部短路是很难比较出来。这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的的位置要适当安排合理;天线线圈与振荡线圈应相互垂直,这就避免了相互耦合的影响。。
余弦定向线圈110可以包括具有顺时针定向的环路120和具有逆时针定向的第二环路122。图1b示出由箭头指示的可能的电动势参考方向,该方向与由如图1a所示的发射器线圈106产生的磁场一致。如本领域技术人员将认识到的,可以以其他方式解释所述定向。在图1b所示的系统中,发射器线圈(tx)106被电路102(电路102可以是集成电路)激励,以生成被示出为emf场108的可变电磁场(emf)。磁场108与线圈(rx)104耦合。如图1b所示,如果将导电金属目标124放置在线圈104的上方,则会在金属目标124中生成涡电流。该涡电流生成新的电磁场,该电磁场理想情况下与场108相等并相反,从而抵消了在金属目标124正下方的线圈104中的场。线圈(rx)104捕获由发射线圈106生成的可变emf场108和由金属目标124感应的场,得到在线圈104的端子处生成的正弦电压。在没有金属目标124的情况下,在rx线圈104(在图1b中被标记为rxcos110和rxsin112)的端子处将没有电压。当金属目标124相对于rx线圈104被放置在特定位置时,在被金属目标124覆盖的区域上的合成电磁场理想地为零,因此在rx线圈104的端子处的电压将具有不同的特性,这取决于金属目标124相对于接收线圈104的位置。新传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
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。**传感器线圈,无锡东英电子有限公司。工业传感器线圈优势
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线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯。线圈的电感用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利(mH)、微亨利(μH),1H=10^3mH=10^6μH。简介电感线圈是利用电磁感应的原理进行工作的器件。当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用。对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做“自感“,即导线自己产生的变化电流产生变化磁场,这个磁场又进一步影响了导线中的电流;对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做“互感“。电感线圈的电特性和电容器相反,“通低频,阻高频“。高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为“阻抗”。电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感。电感线圈有时我们把它简称为“电感”或“线圈”,用字母“L”表示。绕制电感线圈时。工业传感器线圈 气动
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