相关申请的交叉引用本申请要求发明人为qama和specogna、标题为“sensorcoiloptimization(传感器线圈优化)”的在2018年6月29日提交的美国专利申请，这些申请中的每个申请通过引用整体并入本文。本发明的实施例涉及位置传感器，更具体地涉及位置传感器中的传感器线圈的优化。背景技术：位置传感器在各种设置中被用于测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可被用于汽车、工业和消费者应用中，以用于旋转和线性运动感测。在许多感应定位感测系统中，发射线圈被用于在一组线圈上方滑动或旋转的金属目标中感应出涡电流。接收线圈接收由涡电流和发射线圈生成的磁场，并将信号提供给处理器。...

rx线圈104以以下方式被设计：随着在整个线圈104上扫描金属目标124，在一个rx线圈(rxsin112)的端子处产生正弦电压，在另一个rx线圈(rxcos110)的端子处产生余弦电压。目标相对于rx线圈104的位置调制在rx线圈104的端子处的电压的幅度和相位。如图1a所示和上面讨论的，发射器线圈106、接收线圈104和发射/接收电路102可以被安装在单个pcb上。此外，pcb可以被定位成使得金属目标124被定位在接收线圈104上方并且与接收线圈104间隔开特定间隔，即气隙(ag)。金属目标124相对于其上安装接收线圈104和发射器线圈106的pcb的位置可以通过处理由正弦定向线圈112和...

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。传感器线圈需要与电路板精确匹配。汽车精密...

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一个线圈中的通孔多或通孔以不平衡方式定位(即，不对称)时，就会出现电压失配。所导致的电压失配是当目标移动时正弦信号相对于余弦信号的较大峰峰值幅度(反之亦然)。为了实现减少电压失配的目标，通孔的设计方式是使sin(1316)rx线圈和cos(1318)rx线圈在pcb底部中的部分的长度相同。此外，通孔...

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。传感器线圈的电磁干扰是设计时需要考虑的问题。换向传感器线圈效果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...

可以在具有足够的计算能力来执行适当的仿真的计算系统上执行算法700。这样的系统通常包括被耦合到存储器的处理器。存储器可以包括用于存储数据和编程的易失性存储器或非易失性存储器二者。在一些情况下，可以使用固定存储，例如硬盘驱动器。该系统将包括用户接口，例如键盘、触摸屏、视频显示器、指示设备或其他常见组件。该系统将能够执行这里描述的算法，与用户交互，并输出终的线圈设计，以产生具有优化设计的印刷电路板。如图7a所示，算法700以输入步骤702开始。在步骤702中，输入线圈设计以进行优化。具体地，输入发射线圈和接收线圈的坐标、布局和特性，包括与连接节点、通孔有关的信息、以及关于这些线圈的其他参数。另外，...

可以在具有足够的计算能力来执行适当的仿真的计算系统上执行算法700。这样的系统通常包括被耦合到存储器的处理器。存储器可以包括用于存储数据和编程的易失性存储器或非易失性存储器二者。在一些情况下，可以使用固定存储，例如硬盘驱动器。该系统将包括用户接口，例如键盘、触摸屏、视频显示器、指示设备或其他常见组件。该系统将能够执行这里描述的算法，与用户交互，并输出终的线圈设计，以产生具有优化设计的印刷电路板。如图7a所示，算法700以输入步骤702开始。在步骤702中，输入线圈设计以进行优化。具体地，输入发射线圈和接收线圈的坐标、布局和特性，包括与连接节点、通孔有关的信息、以及关于这些线圈的其他参数。另外，...

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...

信号线间的阻值测量，把万用表定为x1KΩ档测量信号端子与地线端子之间阻值约为3~10KΩ而且有放电现象，说明信号线完好无损；用万用表直流档，测量两根励磁线端子时，万用表指针出现低频摆动现象，那么流量计励磁系统运转正常。4.结语通过以上的工作，就能确保我们在日常的生产中，及时发现问题并予以处理。而保证流量计正常运行、精确计量，是我们在计量出厂水和销售水的过程中，不可缺少的重要组成部分。避免水量的流失，减少浪费，对提高企业的经济效益，起到至关重要的作用。而随着城市供水需求量的不断增加，加强计量管理，降低产销差率，也是我们在今后工作中的主要任务。传感器线圈哪家好，无锡东英电子有限公司值得信赖，有需求...

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...

二)磁场的强度在近房间中心的磁场强度与回路中电流的大小和回路数直接成正比，与回路的直径成反比例。国际标准(IEC60118—4，BS7594)指出：一个磁场的长期平均输出功率值应为100mA/m(指每米毫安培)。不得低于70mA/m或高于140mA/m。该值是在回路内，距离地板1．2米时测得的磁场垂直面上的强度。允许在言语中出现达到400mA/m的强度峰值、频率范围应当覆盖100Hz—5kHz。在回路中心的直径a米，有n周围绕的回路其磁场强度可以用下式计算：H是磁场的强度，用每米毫安培表示，I是电流值的均方根，用安培表示、对一个正方形的回路，大小用a米表示，其磁场强度要比计算的值少10%。如果...

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...

区别在距离迹线小于约1mm的场中。图10d示出导线1020的一维模型与基准矩形迹线1022在距迹线中心1mm的距离处的差异。单个矩形迹线1022的表示可以通过单导线配置和多导线配置两者来实现。可以看出，该场与一维模型略有偏离。从图10d可以看出，误差不可忽略，但在两种情况下，即使在1mm处，误差也只有很小的分数1％。由于接收线圈的大多数点相对于发射线圈的距离远大于1mm，因此1维导线模型在大多数应用中可能就足够了。也可以用三维块状元素来表示发射线圈，其中假定电流密度是均匀的。图10e示出这种近似。如图10e所示，这以适度的附加计算为代价将由发射线圈产生的磁场的建模误差减小了一个数量级。因此，在...

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...

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...

对于理解仿真是否正确执行以及仿真是否反映设计中存在的所有非理想性是非常重要的。一旦验证了正确仿真pcb上发线圈的能力，便可以将现有设计输入到算法700的步骤702，并以提高得到的位置定位系统的准确性(例如，偏差和非线性)的方式进行修改。该方法可以在图7a的步骤704、步骤706、步骤708和步骤712所示的迭代算法中自动完成，并且在步骤704中使用仿真代码和在步骤712中使用线圈设计代码以收敛于优设计。然后可以在eda工具的帮助下，将在步骤710中输出的经改进的设计线圈印刷在pcb上。可以以与实现现有设计非常相同的方式来实现全新的设计。具体地，可以将新设计输入到算法700的步骤702，并且可以...

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在接收器线圈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时从接收器线圈104测量的电...

电涡流效应源自振荡电路的能量。而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成。给传感器探头内线圈提供一个交变电流，可以在传感器线圈周围形成一个磁场。如果将一个导体放入这个磁场，根据法拉第电磁感应定律，导体内会激发出电涡流。根据楞兹定律，电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反，而这将改变探头内线圈的阻抗值。而这个阻抗值的变化与线圈到被测物体之间的距离直接相关。传感器探头连接到控制器后，控制器可以从传感器探头内获得电压值的变化量，并以此为依据，计算出对应的距离值。电涡流测量原理可以运用于所有导电材料。由于电涡流可以穿透绝缘体，即使表面覆盖有绝缘体的金属材料，也可以作为电涡流传感器的被测物体。独特的圈式绕组设计...

当助听器的输人选择开关置于T挡，该线圈就可以拾取周围的电磁信号并把它转换成电信号进行放大。这一设计的本意是帮助患者更好地接听电话：感应线圈从电话听筒的电磁式耳机中拾取电磁信号，而不需由电话听筒中的耳机把电信号转换成声信号，再由助听器的麦克风将其转换成电信号。省去这样两个多余的中间步骤，有助于提高信噪比，但是已知的电话机的磁场比较弱，用T挡听电话会觉得声音很微弱，需在听筒上配备其他一些**器件将磁场信号放大，而环路感应线圈的磁场信号较强，可铺设在一些**场所，如在某些影戏院、礼堂、会议室、教室、教堂内，声音以电磁信号方式散布于环路之内，使听障者可以清晰地听到声音。[1]系统的构造编辑(一)磁场的...

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...

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124覆盖，而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va＝-1、vb＝0、vc＝1/2、vd＝-1/2、以及ve＝0。结果，vsin＝0且vcos＝-1。图2d示出vcos和vsin相对于具有图2a、图2b和图2c中提供的线圈拓扑的金属目标124的角位置的曲线图。如图...

电涡流传感器的使用也有一些限制。举例来讲，对于不同的应用，都需要做相应的线性度校准。而且，传感器探头的输出信号也会受被测物体的电气和机械性能影响。然而，正是这些使用过程中的限制，使德国米铱的电涡流传感器拥有达到纳米级别的分辨率。目前，德国米铱的电涡流传感器可以满足100μm到100mm的测量量程。根据量程的不同，安装空间也可以达到2mm到140mm的范围。离开位移传感器的机械工程几乎是很难想象的。这些位移传感器被用来控制不同的运动，监控液位，检查产品质量以及其他很多应用。这里我们谈谈传感器都可能面对哪些不同的情况以及恶劣的使用环境，以及如何客服不利因素。传感器经常被应用于非常恶劣的环境，例如油...

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...

区别在距离迹线小于约1mm的场中。图10d示出导线1020的一维模型与基准矩形迹线1022在距迹线中心1mm的距离处的差异。单个矩形迹线1022的表示可以通过单导线配置和多导线配置两者来实现。可以看出，该场与一维模型略有偏离。从图10d可以看出，误差不可忽略，但在两种情况下，即使在1mm处，误差也只有很小的分数1％。由于接收线圈的大多数点相对于发射线圈的距离远大于1mm，因此1维导线模型在大多数应用中可能就足够了。也可以用三维块状元素来表示发射线圈，其中假定电流密度是均匀的。图10e示出这种近似。如图10e所示，这以适度的附加计算为代价将由发射线圈产生的磁场的建模误差减小了一个数量级。因此，在...

相关申请的交叉引用本申请要求发明人为qama和specogna、标题为“sensorcoiloptimization(传感器线圈优化)”的在2018年6月29日提交的美国专利申请，这些申请中的每个申请通过引用整体并入本文。本发明的实施例涉及位置传感器，更具体地涉及位置传感器中的传感器线圈的优化。背景技术：位置传感器在各种设置中被用于测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可被用于汽车、工业和消费者应用中，以用于旋转和线性运动感测。在许多感应定位感测系统中，发射线圈被用于在一组线圈上方滑动或旋转的金属目标中感应出涡电流。接收线圈接收由涡电流和发射线圈生成的磁场，并将信号提供给处理器。...

例如，目标的角位置可以被计算为：角位置＝arctan(vsin/vcos)。图2e示出了这一点，并且示出vcos和vsin的正弦形式以及根据vcos和vsin的值得出的对金属目标124的位置的确定。在线性位置定位系统中，可以通过知道线圈104的迹线的正弦形式的波长(即，正弦定向线圈112的迹线和余弦定向线圈110的迹线的峰距区域之间的间隔)，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1...

并且在步骤1216中，如果不满足小偏差标准，则算法从步骤1208重新开始。当达到小偏差时，算法进行到步骤1218，评估电压，如图10a所示，然后计算理想位置和仿真的位置之间的大误差。如果在步骤1220中没有达到低的可能误差，则算法返回到步骤1206，提供另一种配置。一旦获得了当前输入的低误差，算法就在返回步骤1226处结束。在一些实施例中，在不存在如图13所示的阱的情况下，实现没有目标时的偏差的补偿。无论如何，由于正弦形1316rx线圈和余弦形1318rx线圈的平衡延伸部1306和平衡延伸部1307，始终保证了设计对称性。提供以上详细描述是为了说明本发明的具体实施例，而不是旨在进行限制。在本发...

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...

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124覆盖，而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va＝-1、vb＝0、vc＝1/2、vd＝-1/2、以及ve＝0。结果，vsin＝0且vcos＝-1。图2d示出vcos和v...

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124覆盖，而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va＝-1、v...