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...

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...

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，所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的“匝数“。新传感器线圈，无锡东英电子有限公司。比例传感器线圈产品分类选择知识与线...

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...

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...

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...

相对于余弦接收线圈定义正弦接收线圈。为了说明的目的，图13示出对关于图12所描述的正弦接收线圈的修改。接收线圈(rx)设计可以用双环路迭代来定义。初，在步骤1206中，正弦形状的rx线圈1316(结合参考系1314)沿x方向对称地部分延伸(如迹线1310所示)，以补偿由于目标非理想性引起的磁通泄漏。利用所施加的线圈延伸，在步骤1208中，使用作用在线圈1316所有点上的适当的位移函数，使正弦形线圈1316沿y方向变形，如迹线1312。给定这些设置，在步骤1210中，算法计算通孔的位置。根据在步骤1202中指定的信息并且为了消除先前提到的信号失配，而建立通孔位置1308。每当一个线圈中的通孔比另...

尤其是需要经常切换麦克风挡和电感挡时。此外，这需要助听器有足够的音量保留，同时在获得足够的增益时不会引起啸叫。在电感位置，如果增益太大，也会引起啸叫。就像声波从授话器漏回麦克风会引起反馈一样，磁场引起的啸叫也是从授话器漏回到电感线圈引起的。(三)感应线圈回路的频率响应助听器通过麦克风接收到的频率响应与通过感应线圈得到的频率响应之间存在着匹配的问题。助听器的响度通常都通过仔细的调整，以适合佩戴者、假没助听器在声音输入是70dBSPL时和磁场强度是100mA/m时的输出功率是一样的话，助听器佩戴者就可以方便地从麦克风挡切换到电感挡，而无需改变音量。然而感应线圈回路和助听器电感系统的频响有时仍不能令...

将右手握住导线，拇指伸直，如果拇指电流方向，弯曲的手指磁场环绕方向。当线圈安装在地板上，而助听器佩戴者是坐着或站着时，在回路中，在头部高度的磁力线以水平为主。这样，在头部高度，磁场的垂直部分就有一个近乎持续的量几乎覆盖整个房间。刚进人回路处是个例外，那里，除了垂直部分很弱外，整个磁场都较强。以上特性很重要，因为助听器中的接受线圈的安装是垂直的，它*能拾取磁场的垂直部分。这里已经讨论了沿着回路一个方向的电流，然而声音是音频信号，相对应于原始声波中的正压和负压，方向每秒会倒转许多次。因此，循环的磁场每秒也会倒转许多次。事实上，根据电磁场理论，正是持续改变的磁流使拾音线圈感知，产生一个音频电流(地球...

对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文公开的具体实施例意在是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以认识到尽管在此未具体描述但是在本公开的范围和精神之内的其他元素。说明创造性的方面和实施例的描述不应被理解为进行限制，而是由权利要求定义所保护的发明。在不脱离本说明和权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。在一些实例中，为了不使本发明变得模糊，没有详细地示出或描述已知的结构和技术。图1a示出定位系统100。如图1a所示，该定位系统包括发射/接收控制电路102，该发射/接收控制电路102被耦合，以驱动发射器线圈106和从接收线圈1...

图4d示出利用图4b所示的测试设备测量的来自位置定位系统中的接收线圈的接收电压。图5示出测量到的响应和仿真响应。图6示出根据本发明的实施例优化的示例线圈设计的测量到的响应与仿真响应之间的误差。图7a和图7b示出根据本发明的一些实施例的用于优化位置定位传感器的线圈设计的算法。图7c示出操作图7a所示的算法的系统的输入屏幕快照。图8a和图8b示出根据本发明的一些实施例的线圈设计。图9a、图9b和图9c示出根据本发明的一些实施例的另一个示例线圈设计。图9d和图9e示出根据一些实施例的线圈设计的性能特性。图10a示出根据一些实施例的仿真算法。图10b和图10c示出在导线周围生成的场和在矩形迹线周围生成...

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...

可以使用元启发式全局搜索技术，例如遗传算法或粒子群算法。在一些实施例中，可以在步骤1104和步骤1106中使用确定性算法，例如内部点方法，或信任区域算法。具体地，由于用于接收线圈804和接收线圈806的初始设计可以是标准的正弦和余弦轮廓，并且所得到的优化设计可能导致对初始设计的小的扰动，因此期望可以使用局部搜索方法来充分地查找导致佳设计的全局小值。优化理论的基础可以在例如以下中找到：，engineeringoptimization：theoryandpractice(工程优化：理论与实践)，johnwiley&sons，2009年。图12示出算法712的另一个实施例。在步骤1202中提供的输入...

传感器实际上是一种功能块，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。为了对各种各样的信号进行检测、控制，就必须获得尽量简单易于处理的信号，这样的要求只有电信号能够满足。电信号能较容易地进行放大、反馈、滤波、微分、存贮、远距离操作等。现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。随着智能时代逐渐到来，传感器变得更加不可替代。微型化、数字化、智能化的传感器迅速地被普及，进而改变我们的生活方式。近期，仪器仪表市场涌现出不少先进的传感器设备，刷新着市场应用体系。传感器线圈的线圈绕制方向对其性能有细微差别。批发汽车传感...

尤其是需要经常切换麦克风挡和电感挡时。此外，这需要助听器有足够的音量保留，同时在获得足够的增益时不会引起啸叫。在电感位置，如果增益太大，也会引起啸叫。就像声波从授话器漏回麦克风会引起反馈一样，磁场引起的啸叫也是从授话器漏回到电感线圈引起的。(三)感应线圈回路的频率响应助听器通过麦克风接收到的频率响应与通过感应线圈得到的频率响应之间存在着匹配的问题。助听器的响度通常都通过仔细的调整，以适合佩戴者、假没助听器在声音输入是70dBSPL时和磁场强度是100mA/m时的输出功率是一样的话，助听器佩戴者就可以方便地从麦克风挡切换到电感挡，而无需改变音量。然而感应线圈回路和助听器电感系统的频响有时仍不能令...

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...

该位移使发射线圈106产生的磁场变形。来自位移330的杂散场在接收线圈104中产生不平衡。因此，将由于这些特征而产生位置确定的不准确性。图4a和图4b示出可用于评估位置定位系统的校准和测试设备400。由于诸如上文所述的那些之类的磁耦合原理的不理想性，可以使用校准过程来校正目标相对于定位设备的测量位置。此外，系统400可用于测试诸如上文所述的那些之类的定位系统的准确性。图4a示出示例系统400的框图。如图4a所示，金属目标408被安装在平台406上，使得在位置定位系统410上方。定位器404能够以精确的方式相对于位置定位系统410移动平台406。如上所述，位置定位系统410包括形成在pc...

并且相对于余弦接收线圈定义正弦接收线圈。为了说明的目的，图13示出对关于图12所描述的正弦接收线圈的修改。接收线圈(rx)设计可以用双环路迭代来定义。初，在步骤1206中，正弦形状的rx线圈1316(结合参考系1314)沿x方向对称地部分延伸(如迹线1310所示)，以补偿由于目标非理想性引起的磁通泄漏。利用所施加的线圈延伸，在步骤1208中，使用作用在线圈1316所有点上的适当的位移函数，使正弦形线圈1316沿y方向变形，如迹线1312。给定这些设置，在步骤1210中，算法计算通孔的位置。根据在步骤1202中指定的信息并且为了消除先前提到的信号失配，而建立通孔位置1308。每当一个线圈中的通孔...

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...

与线圈设计800所示的线性位置系统不同，图9a、图9b和图9c所示的线圈设计900示出旋转位置系统。如线圈设计900中所示，发射线圈902、余弦定向接收线圈904和正弦定向线圈906以圆形方式定向。此外，发射线圈902包括具有引线920的变形部分916。正弦定向线圈906包括阱908和阱912，并且被连接到引线924。类似地，余弦定向线圈904包括阱910和阱914，并且被耦合到引线926。pcb还可以具有安装孔918。图9a示出线圈设计900的平面图，而图9b示出线圈设计900的斜视图，其示出在其上形成线圈设计900的pcb板的两侧上的通孔和迹线。图9c示出印刷电路板930上的线圈设计900...

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...

允许偏差为±[%]~±[%]；而用于耦合、高频阻流等线圈的精度要求不高；允许偏差为±10[%]~15[%]。分类在电路中常用的电感线圈的分类大致有这么几种：按电感形式分类：固定电感、可变电感。按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈、密绕式线圈、间绕式线圈、脱胎式线圈、蜂房式线圈、乱绕式线圈。常用线圈1、单层线圈单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。2、蜂房式线圈如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角...

例如块体积元素(brickvolumetricelement)、部分元素等效电路(peec)或基于体积积分公式的方法，其可以提供对由实际三维电流承载结构所产生的磁场进行估计的进一步的提高。金属目标通常可以由导电表面表示。如图10a所示，算法704在步骤1002处开始。在步骤1002中，获得描述tx线圈和rx线圈、目标的几何形状、气隙规范和扫描规范的pcb迹线设计。这些输入参数例如可以由算法700提供，要么在算法700的输入步骤702期间通过初始输入，要么从来自算法700的线圈调整步骤712的经调整的线圈设计来提供，如图7a所示。算法704然后进行到步骤1003。在步骤1003中，算法704以在...

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...

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接收器线圈1028和接收器线圈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，其中接收器线圈1028和接收器线圈1026分别与接收器线圈804和接收器线圈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，...

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接收器线圈1028和接收器线圈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，其中接收器线圈1028和接收器线圈1026分别与接收器线圈804和接收器线圈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，...

通过角位置来确定线性位置。在角位置定位系统中，正弦定向线圈112和余弦定向线圈110可以被布置为使得该角位置可以等于关于金属目标124的旋转的金属目标124的实际角位置。重要的是要注意指示位置定位传感器100的理想操作的以下条件。在那些条件中，发射器线圈106的形状不重要，只要其覆盖放置接收器线圈104的区域即可。此外，接收器线圈104的形状等于完美的几何重叠的正弦和余弦。另外，金属目标124的形状对工作原理没有影响，只要目标的区域覆盖接收器线圈104的总区域的一部分即可。理想的一组线圈和理想的金属目标的这些条件从未被满足。在实际系统中，情况大不相同。非理想性导致金属目标124的位置的...

一般用高频蜡或其他介质材料进行密封固定。另外，应注意在维修中，不要随意改变或调整原线圈的位置，以免导致失谐故障。（5）可调线圈的安装应便于调整可调线圈应安装在机器的易于调节的位置，以便于调整线圈的电感量达到佳的工作状态。[2]原理电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律——磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源“。当形成闭合回路时，此感应电势就...

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1...

通过角位置来确定线性位置。在角位置定位系统中，正弦定向线圈112和余弦定向线圈110可以被布置为使得该角位置可以等于关于金属目标124的旋转的金属目标124的实际角位置。重要的是要注意指示位置定位传感器100的理想操作的以下条件。在那些条件中，发射器线圈106的形状不重要，只要其覆盖放置接收器线圈104的区域即可。此外，接收器线圈104的形状等于完美的几何重叠的正弦和余弦。另外，金属目标124的形状对工作原理没有影响，只要目标的区域覆盖接收器线圈104的总区域的一部分即可。理想的一组线圈和理想的金属目标的这些条件从未被满足。在实际系统中，情况大不相同。非理想性导致金属目标124的位置的...