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。定制传感器线圈,无锡东英电子有限公司。重庆传感器线圈量大从优

发射线圈106的两条迹线位于图上的位置0和位置5处,而接收线圈104被定位在位置0和位置5之间。图3c示出这些迹线之间的磁场在两条迹线之间具有小值。图3c没有示出由于连接图3c中所示的两条迹线并且垂直于图3c中所示的迹线的两条迹线而引起的另外的变形(distortion)。图3d和图3e还示出可能由发射线圈106中的位移引起的不准确性。如图3d和图3e所示,发射线圈106包括位移330,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pcb上的发射线圈和接收线圈,并且可以包括控制器402,控制器402从接收线圈接收信号并处理该信号并驱动发射线圈。工业传感器线圈产品推荐传感器线圈的温漂特性需要在设计时进行补偿。

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。
算法700在步骤706中计算小位置误差,并且在步骤706、步骤708和步骤712中小化rx线圈的非理想性。利用在此优化之后获得的坐标,可以使用商业eda工具印刷pcb,如步骤710所示。本发明的实施例可用于产生用于位置定位系统的线圈设计,所述位置定位系统用于需要位置传感器技术、扭矩、扭矩角传感器(tas)的所有应用以及使用感应原理和在pcb上的线圈的所有其他应用。某些实施例的益处包括在两个上具有零偏差,这意味着达到理论极限零。从优化线圈之前出现的%fs-3%fs的起点获得%fs的误差(提高6倍)可以实现。此外,如果误差减小得足够好,则不需要线性化方法或校准方法。此外,可以减少用于产生可行的线圈设计的试错的次数,提供缩短的产品推向市场的时间。图8a和图8b示出pcb(为了清楚起见未示出)上的线圈布局800的示例,其可以用作如图7a所示的算法700的输入。在一些情况下,算法700将修改根据算法720所产生的经优化的线圈设计,以优化线圈布局800的准确性。图8a示出线圈布局800,而图8b示出线圈布局800的平面图,其将迹线重叠在pcb的顶侧和底侧上。如图8a和图8b所示,线圈设计800包括发射线圈802,其可以包括多个环路,并且还可以包括穿过pcb的通孔。传感器线圈通常用于检测磁场的变化。

如下面更详细地讨论的,在一些实施例中,形成发射线圈、线圈和连接线的迹线用一维金属导线表示。一些实施例可以使用更精细的仿真算法,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以在步骤1002中设置的频率参数计算发射线圈(tx)的迹线的电阻r和电感l。在不存在目标的情况下执行计算,以给出品质因数的估计q=2πfl/r。在步骤1004中,设置参数以仿真特定线圈设计的性能和在步骤1002中接收的线圈设计的气隙,其中金属目标如在扫描参数中定义的被设置在现行位置。如果这是次迭代,则将现行位置设置为在步骤1002中接收到的数据中所定义的扫描的起点。否则。空调传感器线圈,无锡东英电子有限公司。管道传感器线圈价格
传感器线圈的线圈设计需要考虑其工作环境。重庆传感器线圈量大从优
根据法拉第电磁感应定律,当块状导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时,导体内产生感应电流,此电流在导体内闭合,称为涡流。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电涡流效应,分别与以上因素有关。如果只改变式中的一个参数,保持其他参数不变,传感器线圈的阻抗Z就只与该参数有关,如果测出传感器线圈阻抗的变化,就可以确定该参数。在实际应用中,通常是改变线圈与导体间的距离x,而保持其他参数不变,来实现位移和距离测量。二、等效电路讨论电涡流式传感器时。重庆传感器线圈量大从优