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圖10f示出正在算法704中進行仿真的位置定位系統(tǒng)設(shè)計中的線圈1028和線圈1026上方的金屬目標(biāo)1204的定位。為了討論的目的,圖10f示出圖8a和圖8b所示的線圈設(shè)計800的示例,其中線圈1028和線圈1026分別與線圈804和線圈806的跡線的一維近似相對應(yīng)。為了簡化圖示,在圖10f中未示出發(fā)射線圈802,但是發(fā)射線圈802的跡線也通過一維導(dǎo)線跡線近似。在仿真了來自位置定位系統(tǒng)800的目標(biāo)線圈802的電磁場之后,然后在圖10a所示的算法704的示例的步驟1008中,仿真金屬目標(biāo)1024的渦電流,并且確定從那些渦電流產(chǎn)生的電磁場。在一些實施例中,山西換向傳感器線圈,金屬目標(biāo)1024中的感應(yīng)渦電流是通過原始邊界積分公式來計算的。金屬目標(biāo)1024通常可以被建模為薄金屬片。通常,金屬目標(biāo)1024很薄,為35μm至70μm,而橫向尺寸通常以毫米進行測量。如上文關(guān)于導(dǎo)線跡線所討論的,當(dāng)導(dǎo)體具有小于在特定工作頻率下磁場的穿透深度的大約兩倍的厚度時,感應(yīng)電流密度在整個層厚度上基本上是均勻的。因此,山西換向傳感器線圈,可以將金屬目標(biāo)1024的細(xì)導(dǎo)體建模為感應(yīng)渦電流與該表面相切的表面。如果不是這種情況,則可以使用類似于以下中提供的計算上代價更高的體積積分公式或有限元建模來對目標(biāo)進行建模:bettini,m.、passarotto,山西換向傳感器線圈,艮、specogna。塑封傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。山西換向傳感器線圈
電渦流測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化,且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對于被測表面不允許接觸的情況,或者需要傳感器有超長壽命的應(yīng)用領(lǐng)用意義重大。嚴(yán)格來講,電渦流測量原理應(yīng)該屬于一種電感式測量原理。電渦流效應(yīng)源自振蕩電路的能量。而電渦流需要在可導(dǎo)電的材料內(nèi)才可以形成。給傳感器探頭內(nèi)線圈提供一個交變電流,可以在傳感器線圈周圍形成一個磁場。如果將一個導(dǎo)體放入這個磁場,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體內(nèi)會激發(fā)出電渦流。根據(jù)楞茲定律,電渦流的磁場方向與線圈磁場正好相反,而這將改變探頭內(nèi)線圈的阻抗值。而這個阻抗值的變化與線圈到被測物體之間的距離直接相關(guān)。傳感器探頭連接到控制器后,控制器可以從傳感器探頭內(nèi)獲得電壓值的變化量,并以此為依據(jù),計算出對應(yīng)的距離值。電渦流測量原理可以運用于所有導(dǎo)電材料。由于電渦流可以穿透絕緣體,即使表面覆蓋有絕緣體的金屬材料,也可以作為電渦流傳感器的被測物體。獨特的圈式繞組設(shè)計在實現(xiàn)傳感器外形緊湊的同時,可以滿足其運轉(zhuǎn)于高溫測量環(huán)境的要求。所有德國米銥的電渦流傳感器都可以承受有灰塵,潮濕,油污和壓力的測量環(huán)境。盡管如此。陜西傳感器線圈分類傳感器線圈品牌,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。
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)計對位置確定進行仿真,以形成仿真性能;將仿真響應(yīng)與規(guī)范進行比較以提供比較;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。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)。傳感器線圈型號,無錫東英電子有限公司。
使得用于發(fā)射線圈802的跡線中的一些跡線在pcb的一側(cè)上,而發(fā)射線圈802的其他跡線在pcb的相反側(cè)上。在一些情況下,可以優(yōu)化發(fā)射線圈以使其相對于接收線圈盡可能對稱,同時小化所需空間。圖8a示出通孔814和通孔816,它們允許將發(fā)射線圈802的跡線連接在pcb的側(cè)面之間。如圖8a和圖8b進一步所示,接收線圈包括余弦定向線圈804和正弦定向線圈806。余弦定向線圈804包括通孔818,其允許余弦定向線圈804的導(dǎo)線跡線從pcb的一側(cè)過渡到另一側(cè)。類似地,正弦定向線圈806包括通孔820,其允許在pcb的側(cè)面之間過渡正弦定向線圈806的布線。線圈布局800中包括的另一個特征是阱808、810和812的增加,這些阱進一步補償由發(fā)射線圈802生成的場的不均勻性以及由該不均勻性生成的所得偏移誤差。如線圈設(shè)計800中所示,提供阱808和阱810來調(diào)整正弦定向線圈804,并設(shè)置阱812來調(diào)整余弦定向線圈806。此外,可以提供通孔822和通孔824,使得阱808和阱812的跡線可以分別在pcb的任一側(cè)上。阱808、阱810和阱812可以例如補償由于發(fā)射線圈802生成的場中的不均勻性而引起的接收線圈804和接收線圈806中的偏差。圖9a、圖9b和圖9c示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的另一種線圈設(shè)計。傳感器線圈種類,無錫東英電子有限公司。陜西傳感器線圈分類
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可以使用元啟發(fā)式全局搜索技術(shù),例如遺傳算法或粒子群算法。在一些實施例中,可以在步驟1104和步驟1106中使用確定性算法,例如內(nèi)部點方法,或信任區(qū)域算法。具體地,由于用于接收線圈804和接收線圈806的初始設(shè)計可以是標(biāo)準(zhǔn)的正弦和余弦輪廓,并且所得到的優(yōu)化設(shè)計可能導(dǎo)致對初始設(shè)計的小的擾動,因此期望可以使用局部搜索方法來充分地查找導(dǎo)致佳設(shè)計的全局小值。優(yōu)化理論的基礎(chǔ)可以在例如以下中找到:,engineeringoptimization:theoryandpractice(工程優(yōu)化:理論與實踐),johnwiley&sons,2009年。圖12示出算法712的另一個實施例。在步驟1202中提供的輸入與針對圖11的步驟1102所討論的輸入相同。在步驟1204中,自動生成提供大的對稱性并減小所需的空間的發(fā)射線圈(tx)。在圖13中示出可以得到的示例發(fā)射線圈,其中根據(jù)在跡線到跡線的距離和通孔尺寸(焊盤半徑)方面的pcb規(guī)范來計算跡線偏離1304。此外,通過交替的通孔定位1302可以減小空間。在圖12所示的算法712的實施例中,該算法調(diào)整正弦接收線圈,并且相對于經(jīng)修改的正弦接收線圈來定義余弦接收線圈。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到,代替修改正弦接收線圈,可以替代地修改余弦接收線圈。山西換向傳感器線圈
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/2591279.html
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