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詳細(xì)說(shuō)明
導(dǎo)電金屬目標(biāo)124可被定位在發(fā)射器線圈和兩個(gè)線圈上方。如圖1a所示,發(fā)射線圈106被驅(qū)動(dòng)以形成磁場(chǎng)108。發(fā)射線圈106可以以一定頻率范圍或特定頻率被驅(qū)動(dòng)。在圖1a中,磁場(chǎng)108(其中用箭頭示出正電流)在每個(gè)導(dǎo)線周?chē)菆A形的,并且在線圈106內(nèi)沿著指出頁(yè)面的方向且在線圈108的外部沿著進(jìn)入頁(yè)面的方向,其中電流方向如圖1a所示。如圖1b所示,接收線圈104位于線圈106內(nèi)部。發(fā)射線圈106可以以可以產(chǎn)生用于在線圈104中感應(yīng)電壓的電磁場(chǎng)108的任何頻率被驅(qū)動(dòng)。通常,可以存在任意數(shù)量的接收二器線圈,然而,為了便于時(shí)論,下文時(shí)論具有兩個(gè)線圈的系統(tǒng)。圖1b示出發(fā)射線圈(tx)106內(nèi)的傳感器接收線圈(rx)104的布置。如圖1b所示,云南傳感器線圈優(yōu)勢(shì),傳感器接收線圈104包括正弦波定向線圈rxsin112和余弦定向信號(hào)線圈rxcos110。正弦波定向線圈rxsin112包括正弦環(huán)路114、正弦環(huán)路116和正弦環(huán)路118,其中,云南傳感器線圈優(yōu)勢(shì),線圈112沿同相或反相方向(此處描繪為順時(shí)針或逆時(shí)針圖示)纏繞,以由于電磁場(chǎng)108的存在而在環(huán)路中產(chǎn)生相反符號(hào)的電壓。如圖所示,正弦波定向線圈112的布線提供環(huán)路114和環(huán)路118的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生標(biāo)稱正電壓、以及環(huán)路116的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生標(biāo)稱負(fù)電壓。類(lèi)似地,云南傳感器線圈優(yōu)勢(shì)。原裝傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。云南傳感器線圈優(yōu)勢(shì)
7203904,2015年,其提供非??焖俚姆抡?25個(gè)目標(biāo)位置需要數(shù)十秒)??梢詫?duì)此類(lèi)算法進(jìn)行調(diào)整,以仿真pcb上的跡線和感應(yīng)傳感器應(yīng)用。具體地,仿真可以輸入pcb跡線的幾何形狀、金屬目標(biāo)的幾何形狀、氣隙、金屬目標(biāo)在由跡線形成的線圈上的平移/旋轉(zhuǎn)、以及另外的固定導(dǎo)體,其例如可用于仿真pct或傳感器附近的其他導(dǎo)體的接地層。仿真可以輸出線圈上方的金屬目標(biāo)的一系列位置處來(lái)自線圈的仿真電壓。在一些實(shí)施例中,在本申請(qǐng)中也可以使用有限元方法(fem)或類(lèi)似方法。然而,在一些情況下,執(zhí)行這些仿真可能需要大量的計(jì)算時(shí)間??梢灶A(yù)期,相對(duì)于上述bim方法,每個(gè)傳感器目標(biāo)位置的計(jì)算可能使用兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)量級(jí)的計(jì)算時(shí)間。此外,可能需要針對(duì)每個(gè)目標(biāo)位置從頭開(kāi)始重建計(jì)算域的網(wǎng)格。而且,由于長(zhǎng)而細(xì)的導(dǎo)體需要大量的網(wǎng)格元素來(lái)獲得精確的解,因此這些技術(shù)的準(zhǔn)確性可能受限。這些計(jì)算也可能受到存儲(chǔ)器和計(jì)算時(shí)間資源的限制。圖10a示出算法700的仿真步驟704的示例。實(shí)際上,如圖7a的示例中所示的算法700基本上補(bǔ)償了上述的非理想性,并因此產(chǎn)生與提供精確的位置定位系統(tǒng)的問(wèn)題的物理學(xué)相容的佳的可能的解。為此,開(kāi)發(fā)了位置定位系統(tǒng)的一種真實(shí)高效的數(shù)值模型。傳感器線圈優(yōu)勢(shì)高速傳感器線圈芯,無(wú)錫東英電子有限公司。
圖2b示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于90°位置。如圖2b所示,在正弦定向線圈112中,金屬目標(biāo)124完全覆蓋環(huán)路116,并且使環(huán)路114和環(huán)路118未被覆蓋。結(jié)果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。類(lèi)似地,在余弦定向線圈110中,環(huán)路120的一半被覆蓋,導(dǎo)致va=-1/2,并且環(huán)路122的一半被覆蓋,導(dǎo)致vb=1/2。因此,由va+vb給出的vcos為0。類(lèi)似地,圖2c示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于180°位置。因此,正弦定向線圈112中的環(huán)路116和環(huán)路118的一半被金屬目標(biāo)124覆蓋,而余弦定向環(huán)路110中的環(huán)路122被金屬目標(biāo)124覆蓋。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。結(jié)果,vsin=0且vcos=-1。圖2d示出vcos和vsin相對(duì)于具有圖2a、圖2b和圖2c中提供的線圈拓?fù)涞慕饘倌繕?biāo)124的角位置的曲線圖。如圖2d所示,可以通過(guò)處理vcos和vsin的值來(lái)確定角位置。如圖所示,通過(guò)從定義的初始位置到定義的結(jié)束位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描,將在的輸出中生成圖2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)電壓。金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的角位置可以根據(jù)來(lái)自正弦定向線圈112的vsin和余弦定向線圈110的vcos的值來(lái)確定,如圖2e所示。
發(fā)射/接收電路102和接收線圈104之間的金屬跡線的連接以及發(fā)射/接收電路102和發(fā)射線圈106之間的金屬跡線的連接,其也對(duì)所生成的電磁場(chǎng)有貢獻(xiàn);金屬目標(biāo)124與安裝有接收線圈104和發(fā)射線圈106的pcb之間的氣隙(ag);正弦定向線圈112和余弦定向線圈110之間的幅度偏差;來(lái)自正弦定向線圈112和余弦定向線圈110的接收信號(hào)之間的失配;正弦定向線圈112和余弦定向線圈110中的不同的耦合效應(yīng)。此外,金屬目標(biāo)124和pcb之間的氣隙(ag)與位置確定的準(zhǔn)確性之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。此外,在理想情況下,正弦定向線圈112和余弦定向線圈110的拓?fù)涫抢硐氲娜呛瘮?shù),但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中,這些線圈104不是理想的,并且具有若干個(gè)通孔,以允許通過(guò)使用pcb的兩面將跡線互相盤(pán)繞在pcb上。圖3a示出被定向在pcb(為清楚起見(jiàn),圖3a中未示出)上的正弦定向線圈112。pcb被定位為使得形成正弦定向線圈112的跡線被定位在pcb的頂側(cè)和底側(cè)。在本公開(kāi)中,對(duì)pcb的頂側(cè)或底側(cè)的引用指示pcb的相對(duì)側(cè),并且關(guān)于pcb的定向沒(méi)有其他含義。通常,位置定位系統(tǒng)被定位成使得pcb的頂側(cè)面向金屬目標(biāo)124的表面。圖3b示出pcb322的頂側(cè),在頂側(cè)上形成用于形成發(fā)射線圈106、正弦定向線圈112和余弦定向線圈110的頂側(cè)跡線。其它傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。
金屬目標(biāo)與多個(gè)線圈中的每個(gè)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(kāi)發(fā)更好的設(shè)計(jì)傳感器線圈的方法,其為位置感測(cè)提供更好的準(zhǔn)確度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:在一些實(shí)施例中,提供了一種線圈設(shè)計(jì)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(jì)的方法。該方法包括:接收線圈設(shè)計(jì);利用該線圈設(shè)計(jì)對(duì)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(lái)修改線圈設(shè)計(jì),以獲得更新的線圈設(shè)計(jì)。下文結(jié)合附圖討論這些和其他實(shí)施例。附圖說(shuō)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(gè)線圈系統(tǒng)上掃描金屬目標(biāo)時(shí)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(chǎng)的非均一性。圖3d和圖3e示出由線圈系統(tǒng)中的線圈測(cè)量的場(chǎng)的差異。圖4a示出測(cè)試位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性的測(cè)試設(shè)備的框圖。圖4b示出諸如圖4a所示的測(cè)試設(shè)備。圖4c示出利用圖4b所示的測(cè)試設(shè)備來(lái)測(cè)試位置定位系統(tǒng)。汽車(chē)傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。批發(fā)傳感器線圈工作原理
傳感器線圈分類(lèi),無(wú)錫東英電子有限公司。云南傳感器線圈優(yōu)勢(shì)
位置定位器系統(tǒng)410的準(zhǔn)確度可以被定義為在金屬目標(biāo)408從初始位置掃描到結(jié)束位置期間的位置的測(cè)量與該掃描的預(yù)期理想曲線之間的差。該結(jié)果以相對(duì)于全標(biāo)度的百分比表示,如圖5所示。在圖5中,pos0是來(lái)自位置定位系統(tǒng)410的測(cè)量值,并且輸出擬合是理想曲線。pos0是從控制器402的寄存器測(cè)量的值,而fs是全標(biāo)度的值。例如,對(duì)于16比特寄存器,fs為2e16-1=65535。圖6示出通過(guò)上式確定的用fnl%fs表示的誤差。目標(biāo)是以盡可能佳的準(zhǔn)確性(例如,%fs或更小)產(chǎn)生位置感測(cè)。如果使用試錯(cuò)法設(shè)計(jì)pcb上的線圈設(shè)計(jì),則可獲得的佳準(zhǔn)確性為%fs-3%fs。在pcb上形成的傳感器中,有兩個(gè)線圈和一個(gè)發(fā)射器線圈。測(cè)量位置的準(zhǔn)確性與線圈設(shè)計(jì)極為相關(guān)。pcb上的試錯(cuò)線圈設(shè)計(jì)已經(jīng)經(jīng)驗(yàn)性地嘗試解決這些問(wèn)題。然而,這種簡(jiǎn)化但不準(zhǔn)確的方法只能考慮有限的問(wèn)題。所有這些過(guò)程都無(wú)法得到成功的設(shè)計(jì),這是因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)(線圈-目標(biāo)-跡線)要比容易解決的更復(fù)雜,并且,如果所得到的線圈設(shè)計(jì)將滿足期望的準(zhǔn)確性規(guī)范,則佳解決方案必須考慮更大量的參數(shù)。圖7a示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于提供準(zhǔn)確的位置定位系統(tǒng)的印刷電路板上的線圈設(shè)計(jì)的算法700。云南傳感器線圈優(yōu)勢(shì)
無(wú)錫東英電子有限公司位于江蘇省無(wú)錫市錫山區(qū)錫北鎮(zhèn)新壩村。公司自成立以來(lái),以質(zhì)量為發(fā)展,讓匠心彌散在每個(gè)細(xì)節(jié),公司旗下電子線圈,電磁閥,傳感器,汽車(chē)電子零部件深受客戶的喜愛(ài)。公司秉持誠(chéng)信為本的經(jīng)營(yíng)理念,在機(jī)械及行業(yè)設(shè)備深耕多年,以技術(shù)為先導(dǎo),以自主產(chǎn)品為重點(diǎn),發(fā)揮人才優(yōu)勢(shì),打造機(jī)械及行業(yè)設(shè)備良好品牌。東英電子秉承“客戶為尊、服務(wù)為榮、創(chuàng)意為先、技術(shù)為實(shí)”的經(jīng)營(yíng)理念,全力打造公司的重點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)力。
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