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詳細(xì)說(shuō)明
算法700在步驟706中計(jì)算小位置誤差,并且在步驟706、步驟708和步驟712中小化rx線圈的非理想性。利用在此優(yōu)化之后獲得的坐標(biāo),可以使用商業(yè)eda工具印刷pcb,如步驟710所示。本發(fā)明的實(shí)施例可用于產(chǎn)生用于位置定位系統(tǒng)的線圈設(shè)計(jì),所述位置定位系統(tǒng)用于需要位置傳感器技術(shù)、扭矩、扭矩角傳感器(tas)的所有應(yīng)用以及使用感應(yīng)原理和在pcb上的線圈的所有其他應(yīng)用。某些實(shí)施例的益處包括在兩個(gè)上具有零偏差,這意味著達(dá)到理論極限零。從優(yōu)化線圈之前出現(xiàn)的%fs-3%fs的起點(diǎn)獲得%fs的誤差(提高6倍)可以實(shí)現(xiàn)。此外,如果誤差減小得足夠好,則不需要線性化方法或校準(zhǔn)方法,批發(fā)傳感器線圈廠家供貨。此外,可以減少用于產(chǎn)生可行的線圈設(shè)計(jì)的試錯(cuò)的次數(shù),提供縮短的產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間。圖8a和圖8b示出pcb(為了清楚起見(jiàn)未示出)上的線圈布局800的示例,批發(fā)傳感器線圈廠家供貨,其可以用作如圖7a所示的算法700的輸入。在一些情況下,算法700將修改根據(jù)算法720所產(chǎn)生的經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計(jì),以優(yōu)化線圈布局800的準(zhǔn)確性。圖8a示出線圈布局800,批發(fā)傳感器線圈廠家供貨,而圖8b示出線圈布局800的平面圖,其將跡線重疊在pcb的頂側(cè)和底側(cè)上。如圖8a和圖8b所示,線圈設(shè)計(jì)800包括發(fā)射線圈802,其可以包括多個(gè)環(huán)路,并且還可以包括穿過(guò)pcb的通孔。傳感器線圈型號(hào),無(wú)錫東英電子有限公司。批發(fā)傳感器線圈廠家供貨
該仿真已在算法700的步驟704中執(zhí)行。否則,執(zhí)行類(lèi)似的仿真。在步驟726中,在印刷電路板上物理地產(chǎn)生線圈設(shè)計(jì)。在步驟728中,例如利用如圖4a和圖4b所示的定位系統(tǒng)400來(lái)測(cè)量物理地產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)響應(yīng)。在步驟730中,將來(lái)自物理地產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)的測(cè)量結(jié)果與來(lái)自線圈設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。然后,步驟730可以針對(duì)其準(zhǔn)確性驗(yàn)證在步驟724中執(zhí)行的仿真。在步驟732中,如果仿真與測(cè)量結(jié)果匹配,則算法720進(jìn)行到步驟734,在此線圈設(shè)計(jì)已經(jīng)被驗(yàn)證。在步驟732中,如果仿真結(jié)果與物理測(cè)量結(jié)果不匹配,則算法720進(jìn)行到步驟736。在步驟736中,如果所執(zhí)行的算法720為對(duì)由算法700所產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)的驗(yàn)證,則修改算法700的輸入設(shè)計(jì),并返回算法700。在一些實(shí)施例中,在步驟736中產(chǎn)生錯(cuò)誤,指示仿真未正確地運(yùn)行,因此仿真自身需要進(jìn)行調(diào)整以便更好地仿真特定位置定位系統(tǒng)中的所有非理想性。在那種情況下,步驟736也可以是模型校準(zhǔn)算法。因此,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,可以通過(guò)迭代地提供當(dāng)前線圈設(shè)計(jì)的仿真,然后根據(jù)該仿真修改線圈設(shè)計(jì),直到線圈設(shè)計(jì)滿足期望的規(guī)范為止,來(lái)產(chǎn)生優(yōu)化的線圈設(shè)計(jì)。在一些情況下,作為后一步,將物理產(chǎn)生并測(cè)試經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計(jì)。廣東汽車(chē)傳感器線圈其它傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。
它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL品質(zhì)因素品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。它是指電感器在某一頻率的交流電壓下工作時(shí),所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。電感器的Q值越高,其損耗越小,效率越高。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電阻,骨架的介質(zhì)損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。電感器品質(zhì)因數(shù)的高低與線圈導(dǎo)線的直流電阻、線圈骨架的介質(zhì)損耗及鐵心、屏蔽罩等引起的損耗等有關(guān)。分布電容任何電感線圈,其匝與匝之間、層與層之間,線圈與參考地之間,線圈與磁屏蔽罩間等都存在一定的電容,這些電容稱為電感線圈的分布電容。若將這些分布電容綜合在一起,就成為一個(gè)與電感線圈并聯(lián)的等效電容C。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩(wěn)定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。額定電流額定電流是指電感器有正常工作時(shí)反允許通過(guò)的大電流值。若工作電流超過(guò)額定電流,則電感器就會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變,甚至還會(huì)因過(guò)流而燒毀。允許偏差允許偏差是指電感器上標(biāo)稱的電感量與實(shí)際電感的允許誤差值。一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高。
“avolumeintegralformulationforsolvingeddycurrentproblemsonpolyhedralmesses(解決多面體對(duì)象的渦電流問(wèn)題的體積積分公式)”,ieee磁學(xué)學(xué)報(bào),第53卷,第6期,7204904,2017。如圖10f進(jìn)一步所示,金屬目標(biāo)1024的表面被表示為被網(wǎng)格元素1026覆蓋。網(wǎng)格元素1026是非重疊的多邊形,通常為三角形,其覆蓋金屬目標(biāo)1024的整個(gè)表面并形成離散表面。如圖10a所示,一旦在704的步驟1008中執(zhí)行對(duì)金屬目標(biāo)1024的仿真,則在步驟1010中對(duì)線圈804和線圈806的響應(yīng)進(jìn)行仿真。如算法704中進(jìn)一步示出的,仿真704在整個(gè)位置定位器系統(tǒng)800上掃描目標(biāo),并且“經(jīng)計(jì)算機(jī)(insilico)”針對(duì)目標(biāo)1024的所有指定位置估計(jì)接收線圈804和接收線圈806上的電壓。如在圖7a所示的算法700的步驟712中進(jìn)一步示出的,接收線圈804和接收線圈806的形狀,同時(shí)假設(shè)發(fā)射線圈以佳的可能的方式適應(yīng)于傳感器800的所有非理想性。鑒于無(wú)法完全消除非理想性,這了佳解決方案,并且如上所述,在仿真算法704中使用了若干個(gè)近似。圖11示出算法712的示例。在算法712中,接收線圈804和接收線圈806跡線和發(fā)射線圈802的中心線被表示為一維路徑。國(guó)產(chǎn)傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。
樣條函數(shù)或任何其他插值函數(shù)可用于鏈接一維路徑以形成發(fā)射線圈802和接收線圈804及接收線圈806的形狀。通過(guò)應(yīng)用合適的函數(shù)可以更高效地實(shí)現(xiàn)接收線圈的變形。例如,在旋轉(zhuǎn)傳感器中,該函數(shù)將是半徑的函數(shù)。在步驟1102中,在算法712中輸入和接收當(dāng)前線圈設(shè)計(jì)布局、仿真結(jié)果以及在一些情況下在步驟706中提供的比較。然后可以使用非線性編程求解器來(lái)找到使給定目標(biāo)函數(shù)小化的發(fā)射線圈802和接收線圈804及接收線圈806的形狀。目標(biāo)函數(shù)由三部分形成,如圖11所示。在步驟1103中,建立如圖14所示的外部阱1402和外部阱1404的寬度,以小化沒(méi)有目標(biāo)時(shí)的偏差。在步驟1104中,將檢測(cè)到的位置(即,電角度)與理想位置之間的均方根誤差(rms)小化。這不會(huì)對(duì)電壓vcos和vsin相對(duì)于位置的形狀產(chǎn)生任何影響。在步驟1106中,算法712評(píng)估作為位置的函數(shù)的vcos和vsin的仿真值和具有相等幅度的兩個(gè)正弦曲線之間的差的rms,以便約束輸出電壓的形狀。在一些實(shí)施例中,經(jīng)重新設(shè)計(jì)的接收線圈804和接收線圈806的形狀可以在步驟1104和步驟1106兩者中收斂。在一些實(shí)施例中,步驟1104和步驟1106可以使用元啟發(fā)式優(yōu)化求解器。然而,元啟發(fā)式優(yōu)化求解器往往很慢。因此,在一些實(shí)施例中。定制傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。批發(fā)傳感器線圈廠家供貨
常開(kāi)傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。批發(fā)傳感器線圈廠家供貨
如圖3a所示,線圈112由pcb322的頂側(cè)上的跡線302和pcb322的底側(cè)上的跡線304形成。跡線302和跡線304通過(guò)穿過(guò)pcb322而形成的通孔306電接合。如圖3a所示,通孔306、頂側(cè)跡線302和底側(cè)跡線304被布置為允許形成余弦定向線圈112。例如,部分310和部分312允許線圈112交叉以形成環(huán)路114、環(huán)路116和環(huán)路118,同時(shí)在相交處將跡線分離。如進(jìn)一步示出的,部分314、部分316、部分318和部分320允許余弦定向線圈112覆蓋在pcb上。然而,通孔306和pcb322的相對(duì)的兩側(cè)上的跡線302和跡線304的存在降低了由線圈104檢測(cè)到的信號(hào)的有效幅度。有效地,通孔306在發(fā)射線圈106和信號(hào)線圈104之間形成間隙距離,這本身對(duì)位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性有很大的影響。這還與以下相結(jié)合:由于在pcb322的頂側(cè)和底側(cè)上都形成了信號(hào)線圈104的跡線,而導(dǎo)致的金屬目標(biāo)124和pcb322上的信號(hào)線圈104之間的有效氣隙的增加。圖3b示出另一個(gè)關(guān)于對(duì)稱性的問(wèn)題,其中,發(fā)射線圈106與接收線圈104是不對(duì)稱的。在圖3b所示的情況下,接收線圈104不以發(fā)射線圈106為中心,并且形成與接收線圈104和發(fā)射線圈106的連接的跡線也不對(duì)稱。圖3c示出由發(fā)射線圈106生成的磁場(chǎng)強(qiáng)度的不均勻性。如圖3c所示。批發(fā)傳感器線圈廠家供貨
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