北京原装传感器线圈

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，输入金属目标的设计，包括金属目标与线圈之间的气隙距离。此外，提供所得到的位置定位系统的准确性的期望规范。还输入系统操作参数(例如，期望驱动发射线圈的频率和强度)。一旦在步骤702中将数据输入到算法700，算法700就继续到步骤704。图7c示出指示步骤702的线圈设计参数的输入的屏幕快照。在步骤704中，仿真在金属目标位于其扫描中的不同位置处时对输入发射线圈的电力的响应。具体地，确定响应于由发射线圈所生成的场而由金属目标生成的场。传感器线圈的响应时间对快速测量非常重要。北京原装传感器线圈

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。管道传感器线圈对比价单向传感器线圈芯，无锡东英电子有限公司。

导电金属目标124可被定位在发射器线圈和两个线圈上方。如图1a所示，发射线圈106被驱动以形成磁场108。发射线圈106可以以一定频率范围或特定频率被驱动。在图1a中，磁场108(其中用箭头示出正电流)在每个导线周围是圆形的，并且在线圈106内沿着指出页面的方向且在线圈108的外部沿着进入页面的方向，其中电流方向如图1a所示。如图1b所示，接收线圈104位于线圈106内部。发射线圈106可以以可以产生用于在线圈104中感应电压的电磁场108的任何频率被驱动。通常，可以存在任意数量的接收二器线圈，然而，为了便于时论，下文时论具有两个线圈的系统。图1b示出发射线圈(tx)106内的传感器接收线圈(rx)104的布置。如图1b所示，传感器接收线圈104包括正弦波定向线圈rxsin112和余弦定向信号线圈rxcos110。正弦波定向线圈rxsin112包括正弦环路114、正弦环路116和正弦环路118，其中，线圈112沿同相或反相方向(此处描绘为顺时针或逆时针图示)缠绕，以由于电磁场108的存在而在环路中产生相反符号的电压。如图所示，正弦波定向线圈112的布线提供环路114和环路118的顺时针旋转从而产生标称正电压、以及环路116的逆时针旋转从而产生标称负电压。类似地。

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。传感器线圈芯，无锡东英电子有限公司。

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。传感器线圈的线圈绕制技术对产品性能至关重要。四川传感器线圈诚信经营

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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。处理器使用来自线圈的信号来确定金属目标在这组线圈上方的位置。处理器、发射器线圈和线圈都可以被形成在印刷电路板(pcb)上。然而，这些系统由于许多原因而显示出不准确性。例如，由发射器生成的电磁场以及在金属目标中生成的合成场可能是不均匀的，导线迹线与发射线圈的连接以及接收线圈的布置可能导致进一步的不均匀。被安装在pcb上的线圈和金属目标之间的气隙(ag)可能是不均匀的。此外，由线圈生成的信号的幅度可能具有偏差(offset)。多个线圈之间可能存在失配。北京原装传感器线圈