金屬目標(biāo)與多個線圈中的每個線圈之間可以是不同的耦合效果。這些和其他因素可能導(dǎo)致位置定位系統(tǒng)的不準(zhǔn)確的結(jié)果。因此，需要開發(fā)更好的設(shè)計傳感器線圈的方法，其為位置感測提供更好的準(zhǔn)確度。技術(shù)實現(xiàn)要素：在一些實施例中，提供了一種線圈設(shè)計系統(tǒng)。具體地，提出一種提供經(jīng)優(yōu)化的位置定位傳感器線圈設(shè)計的方法。該方法包括：接收線圈設(shè)計；利用該線圈設(shè)計對位置確定進(jìn)行仿真，以形成仿真性能；將仿真響應(yīng)與規(guī)范進(jìn)行比較以提供比較；以及基于仿真性能和性能規(guī)范之間的比較來修改線圈設(shè)計，以獲得更新的線圈設(shè)計。下文結(jié)合附圖討論這些和其他實施例。附圖說明圖1a和圖1b示出用于確定目標(biāo)的位置的線圈系統(tǒng)。圖2a、圖2b、圖2c、圖2d和圖2e示出在整個線圈系統(tǒng)上掃描金屬目標(biāo)時的線圈的響應(yīng)。圖3a和圖3b示出線圈系統(tǒng)中的印刷電路板上的接收線圈的配置。圖3c示出由線圈系統(tǒng)中的發(fā)射線圈生成的電磁場的非均一性。圖3d和圖3e示出由線圈系統(tǒng)中的線圈測量的場的差異，河北傳感器線圈效果，河北傳感器線圈效果，河北傳感器線圈效果。圖4a示出測試位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性的測試設(shè)備的框圖。圖4b示出諸如圖4a所示的測試設(shè)備。圖4c示出利用圖4b所示的測試設(shè)備來測試位置定位系統(tǒng)。國產(chǎn)傳感器線圈，無錫東英電子有限公司。河北傳感器線圈效果

    例如，目標(biāo)的角位置可以被計算為：角位置＝arctan(vsin/vcos)。圖2e示出了這一點，并且示出vcos和vsin的正弦形式以及根據(jù)vcos和vsin的值得出的對金屬目標(biāo)124的位置的確定。在線性位置定位系統(tǒng)中，可以通過知道線圈104的跡線的正弦形式的波長(即，正弦定向線圈112的跡線和余弦定向線圈110的跡線的峰距區(qū)域之間的間隔)，通過角位置來確定線性位置。在角位置定位系統(tǒng)中，正弦定向線圈112和余弦定向線圈110可以被布置為使得該角位置可以等于關(guān)于金屬目標(biāo)124的旋轉(zhuǎn)的金屬目標(biāo)124的實際角位置。重要的是要注意指示位置定位傳感器100的理想操作的以下條件。在那些條件中，發(fā)射器線圈106的形狀不重要，只要其覆蓋放置線圈104的區(qū)域即可。此外，線圈104的形狀等于完美的幾何重疊的正弦和余弦。另外，金屬目標(biāo)124的形狀對工作原理沒有影響，只要目標(biāo)的區(qū)域覆蓋線圈104的總區(qū)域的一部分即可。理想的一組線圈和理想的金屬目標(biāo)的這些條件從未被滿足。在實際系統(tǒng)中，情況大不相同。非理想性導(dǎo)致金屬目標(biāo)124的位置的確定的不準(zhǔn)確性。導(dǎo)致位置確定的不正確性的問題包括發(fā)射線圈106中生成的電磁場的不均勻。原裝傳感器線圈優(yōu)勢尼龍傳感器線圈，無錫東英電子有限公司。

    發(fā)射線圈106的兩條跡線位于圖上的位置0和位置5處，而接收線圈104被定位在位置0和位置5之間。圖3c示出這些跡線之間的磁場在兩條跡線之間具有小值。圖3c沒有示出由于連接圖3c中所示的兩條跡線并且垂直于圖3c中所示的跡線的兩條跡線而引起的另外的變形(distortion)。圖3d和圖3e還示出可能由發(fā)射線圈106中的位移引起的不準(zhǔn)確性。如圖3d和圖3e所示，發(fā)射線圈106包括位移330，該位移使發(fā)射線圈106產(chǎn)生的磁場變形。來自位移330的雜散場在接收線圈104中產(chǎn)生不平衡。因此，將由于這些特征而產(chǎn)生位置確定的不準(zhǔn)確性。圖4a和圖4b示出可用于評估位置定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)和測試設(shè)備400。由于諸如上文所述的那些之類的磁耦合原理的不理想性，可以使用校準(zhǔn)過程來校正目標(biāo)相對于定位設(shè)備的測量位置。此外，系統(tǒng)400可用于測試諸如上文所述的那些之類的定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。圖4a示出示例系統(tǒng)400的框圖。如圖4a所示，金屬目標(biāo)408被安裝在平臺406上，使得在位置定位系統(tǒng)410上方。定位器404能夠以精確的方式相對于位置定位系統(tǒng)410移動平臺406。如上所述，位置定位系統(tǒng)410包括形成在pcb上的發(fā)射線圈和接收線圈，并且可以包括控制器402，控制器402從接收線圈接收信號并處理該信號并驅(qū)動發(fā)射線圈。

    電渦流傳感器的使用也有一些限制。舉例來講，對于不同的應(yīng)用，都需要做相應(yīng)的線性度校準(zhǔn)。而且，傳感器探頭的輸出信號也會受被測物體的電氣和機械性能影響。然而，正是這些使用過程中的限制，使德國米銥的電渦流傳感器擁有達(dá)到納米級別的分辨率。目前，德國米銥的電渦流傳感器可以滿足100μm到100mm的測量量程。根據(jù)量程的不同，安裝空間也可以達(dá)到2mm到140mm的范圍。離開位移傳感器的機械工程幾乎是很難想象的。這些位移傳感器被用來控制不同的運動，監(jiān)控液位，檢查產(chǎn)品質(zhì)量以及其他很多應(yīng)用。這里我們談?wù)剛鞲衅鞫伎赡苊鎸δ男┎煌那闆r以及惡劣的使用環(huán)境，以及如何客服不利因素。傳感器經(jīng)常被應(yīng)用于非常惡劣的環(huán)境，例如油污，熱蒸汽或者劇烈波動的溫度。一些傳感器還要在振動部件上使用，在強電磁場內(nèi)或者需要離開被測物體一定的距離使用。對一些重要的應(yīng)用，還需要對精度，溫度穩(wěn)定性，分辨率和截止頻率提出要求。針對這些限制，不同的測量原理各有優(yōu)劣。這也意味著沒有統(tǒng)一的優(yōu)化測量原理的方法。電渦流傳感器又可以細(xì)分為屏蔽和非屏蔽兩種。使用屏蔽傳感器，可以產(chǎn)生更窄的電磁場分布，而且傳感器不會受放射性金屬的靠近影響。對于非屏蔽傳感器。雙向傳感器線圈，無錫東英電子有限公司。

    可以在具有足夠的計算能力來執(zhí)行適當(dāng)?shù)姆抡娴挠嬎阆到y(tǒng)上執(zhí)行算法700。這樣的系統(tǒng)通常包括被耦合到存儲器的處理器。存儲器可以包括用于存儲數(shù)據(jù)和編程的易失性存儲器或非易失性存儲器二者。在一些情況下，可以使用固定存儲，例如硬盤驅(qū)動器。該系統(tǒng)將包括用戶接口，例如鍵盤、觸摸屏、視頻顯示器、指示設(shè)備或其他常見組件。該系統(tǒng)將能夠執(zhí)行這里描述的算法，與用戶交互，并輸出終的線圈設(shè)計，以產(chǎn)生具有優(yōu)化設(shè)計的印刷電路板。如圖7a所示，算法700以輸入步驟702開始。在步驟702中，輸入線圈設(shè)計以進(jìn)行優(yōu)化。具體地，輸入發(fā)射線圈和接收線圈的坐標(biāo)、布局和特性，包括與連接節(jié)點、通孔有關(guān)的信息、以及關(guān)于這些線圈的其他參數(shù)。另外，輸入金屬目標(biāo)的設(shè)計，包括金屬目標(biāo)與線圈之間的氣隙距離。此外，提供所得到的位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性的期望規(guī)范。還輸入系統(tǒng)操作參數(shù)(例如，期望驅(qū)動發(fā)射線圈的頻率和強度)。一旦在步驟702中將數(shù)據(jù)輸入到算法700，算法700就繼續(xù)到步驟704。圖7c示出指示步驟702的線圈設(shè)計參數(shù)的輸入的屏幕快照。在步驟704中，仿真在金屬目標(biāo)位于其掃描中的不同位置處時對輸入發(fā)射線圈的電力的響應(yīng)。具體地，確定響應(yīng)于由發(fā)射線圈所生成的場而由金屬目標(biāo)生成的場。冰箱傳感器線圈芯，無錫東英電子有限公司。陜西傳感器線圈服務(wù)至上

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    本發(fā)明的實施例包括：仿真步驟704，其仿真位置定位系統(tǒng)線圈設(shè)計的響應(yīng)；以及，線圈設(shè)計調(diào)整算法712，其使用所仿真的響應(yīng)來調(diào)整線圈設(shè)計以獲得更好的準(zhǔn)確性。如上所述，位置傳感器遭受許多非理想性。首先，tx線圈所產(chǎn)生的磁場高度不均勻，并且由于這種不均勻性，目標(biāo)和rx線圈之間的間隙允許許多磁通量無法正確地被目標(biāo)屏蔽。另一個效果是，pcb底部上的rx線圈部分比pcb的頂部中的對應(yīng)部分捕獲更少的感應(yīng)磁通量。后，允許與控制器芯片連接的rx線圈的出口也產(chǎn)生可感測的偏移誤差。在線性和弧形傳感器中，還存在在傳感器的端部產(chǎn)生巨大的雜散場的強烈效應(yīng)。這后的效應(yīng)是線性和弧形設(shè)計中大多數(shù)誤差的原因。如上所述，線圈設(shè)計的優(yōu)化始于算法700的步驟704中的良好仿真。在迭代中，對算法700的步驟702中所輸入的初始線圈設(shè)計執(zhí)行仿真。根據(jù)一些實施例，仿真包括在意大利烏迪內(nèi)大學(xué)開發(fā)的渦電流求解算法。具體地，仿真算法的示例使用在以下發(fā)表文章中介紹的邊界積分方法(bim)：，“aboundaryintegralmethodforcomputingeddycurrents1nthinconductorsforarbitrarytopology(任意拓?fù)涞谋?dǎo)體中的渦電流計算的邊界積分方法)”，ieee磁學(xué)學(xué)報(transactionsonmagnetics)，第41卷，第3期。河北傳感器線圈效果

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