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。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。传感器线圈的线圈连接方式需确保信号的准确传输。防爆传感器线圈资料

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。江苏传感器线圈用途传感器线圈通常用于检测磁场的变化。

位置定位器系统410的准确度可以被定义为在金属目标408从初始位置扫描到结束位置期间的位置的测量与该扫描的预期理想曲线之间的差。该结果以相对于全标度的百分比表示,如图5所示。在图5中,pos0是来自位置定位系统410的测量值,并且输出拟合是理想曲线。pos0是从控制器402的寄存器测量的值,而fs是全标度的值。例如,对于16比特寄存器,fs为2e16-1=65535。图6示出通过上式确定的用fnl%fs表示的误差。目标是以尽可能佳的准确性(例如,%fs或更小)产生位置感测。如果使用试错法设计pcb上的线圈设计,则可获得的佳准确性为%fs-3%fs。在pcb上形成的传感器中,有两个线圈和一个发射器线圈。测量位置的准确性与线圈设计极为相关。pcb上的试错线圈设计已经经验性地尝试解决这些问题。然而,这种简化但不准确的方法只能考虑有限的问题。所有这些过程都无法得到成功的设计,这是因为整个系统(线圈-目标-迹线)要比容易解决的更复杂,并且,如果所得到的线圈设计将满足期望的准确性规范,则佳解决方案必须考虑更大量的参数。图7a示出根据本发明的一些实施例的用于提供准确的位置定位系统的印刷电路板上的线圈设计的算法700。
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。工业传感器线圈,无锡东英电子有限公司。

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。传感器线圈的灵敏度直接影响测量结果的准确性。安徽外壳传感器线圈
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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证,则修改算法700的输入设计,并返回算法700。在一些实施例中,在步骤736中产生错误,指示仿真未正确地运行,因此仿真自身需要进行调整以便更好地仿真特定位置定位系统中的所有非理想性。在那种情况下,步骤736也可以是模型校准算法。因此,在本发明的一些实施例中,可以通过迭代地提供当前线圈设计的仿真,然后根据该仿真修改线圈设计,直到线圈设计满足期望的规范为止,来产生优化的线圈设计。在一些情况下,作为后一步,将物理产生并测试经优化的线圈设计,以确保仿真与物理测量的属性相匹配。无论目标是优化还是重新设计pcb上的旧线圈设计,或者无论目标是没计还是优化pcb上的新线圈设计,该过程都有助于优化线圈设计。可以根据算法720验证pcb上的现有线圈设计,并根据算法700进行潜在地改进该线圈设计。可以使用电子设计自动化(eda)或计算机辅助设计。防爆传感器线圈资料