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產(chǎn)品關(guān)鍵詞:耐磨傳感器線圈服務(wù)至上,傳感器線圈
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相關(guān)申請的交叉引用本申請要求發(fā)明人為qama和specogna、標(biāo)題為“sensorcoiloptimization(傳感器線圈優(yōu)化)”的在2018年6月29日提交的美國專利申請,這些申請中的每個申請通過引用整體并入本文。本發(fā)明的實施例涉及位置傳感器,更具體地涉及位置傳感器中的傳感器線圈的優(yōu)化。背景技術(shù):位置傳感器在各種設(shè)置中被用于測量一個組件相對于另一個組件的位置,耐磨傳感器線圈服務(wù)至上。感應(yīng)式位置傳感器可被用于汽車、工業(yè)和消費者應(yīng)用中,以用于旋轉(zhuǎn)和線性運動感測。在許多感應(yīng)定位感測系統(tǒng)中,發(fā)射線圈被用于在一組線圈上方滑動或旋轉(zhuǎn)的金屬目標(biāo)中感應(yīng)出渦電流,耐磨傳感器線圈服務(wù)至上。接收線圈接收由渦電流和發(fā)射線圈生成的磁場,并將信號提供給處理器。處理器使用來自線圈的信號來確定金屬目標(biāo)在這組線圈上方的位置。處理器、發(fā)射器線圈和線圈都可以被形成在印刷電路板(pcb)上。然而,這些系統(tǒng)由于許多原因而顯示出不準(zhǔn)確性。例如,耐磨傳感器線圈服務(wù)至上,由發(fā)射器生成的電磁場以及在金屬目標(biāo)中生成的合成場可能是不均勻的,導(dǎo)線跡線與發(fā)射線圈的連接以及接收線圈的布置可能導(dǎo)致進(jìn)一步的不均勻。被安裝在pcb上的線圈和金屬目標(biāo)之間的氣隙(ag)可能是不均勻的。此外,由線圈生成的信號的幅度可能具有偏差(offset)。多個線圈之間可能存在失配。**傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。耐磨傳感器線圈服務(wù)至上
如下面更詳細(xì)地討論的,在一些實施例中,形成發(fā)射線圈、線圈和連接線的跡線用一維金屬導(dǎo)線表示。一些實施例可以使用更精細(xì)的仿真算法,例如塊體積元素(brickvolumetricelement)、部分元素等效電路(peec)或基于體積積分公式的方法,其可以提供對由實際三維電流承載結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行估計的進(jìn)一步的提高。金屬目標(biāo)通??梢杂蓪?dǎo)電表面表示。如圖10a所示,算法704在步驟1002處開始。在步驟1002中,獲得描述tx線圈和rx線圈、目標(biāo)的幾何形狀、氣隙規(guī)范和掃描規(guī)范的pcb跡線設(shè)計。這些輸入?yún)?shù)例如可以由算法700提供,要么在算法700的輸入步驟702期間通過初始輸入,要么從來自算法700的線圈調(diào)整步驟712的經(jīng)調(diào)整的線圈設(shè)計來提供,如圖7a所示。算法704然后進(jìn)行到步驟1003。在步驟1003中,算法704以在步驟1002中設(shè)置的頻率參數(shù)計算發(fā)射線圈(tx)的跡線的電阻r和電感l(wèi)。在不存在目標(biāo)的情況下執(zhí)行計算,以給出品質(zhì)因數(shù)的估計q=2πfl/r。在步驟1004中,設(shè)置參數(shù)以仿真特定線圈設(shè)計的性能和在步驟1002中接收的線圈設(shè)計的氣隙,其中金屬目標(biāo)如在掃描參數(shù)中定義的被設(shè)置在現(xiàn)行位置。如果這是次迭代,則將現(xiàn)行位置設(shè)置為在步驟1002中接收到的數(shù)據(jù)中所定義的掃描的起點。否則。耐磨傳感器線圈服務(wù)至上傳感器線圈用途,無錫東英電子有限公司。
7203904,2015年,其提供非常快速的仿真(25個目標(biāo)位置需要數(shù)十秒)。可以對此類算法進(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)的一系列位置處來自線圈的仿真電壓。在一些實施例中,在本申請中也可以使用有限元方法(fem)或類似方法。然而,在一些情況下,執(zhí)行這些仿真可能需要大量的計算時間??梢灶A(yù)期,相對于上述bim方法,每個傳感器目標(biāo)位置的計算可能使用兩個或更多個數(shù)量級的計算時間。此外,可能需要針對每個目標(biāo)位置從頭開始重建計算域的網(wǎng)格。而且,由于長而細(xì)的導(dǎo)體需要大量的網(wǎng)格元素來獲得精確的解,因此這些技術(shù)的準(zhǔn)確性可能受限。這些計算也可能受到存儲器和計算時間資源的限制。圖10a示出算法700的仿真步驟704的示例。實際上,如圖7a的示例中所示的算法700基本上補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)的問題的物理學(xué)相容的佳的可能的解。為此,開發(fā)了位置定位系統(tǒng)的一種真實高效的數(shù)值模型。
與線圈設(shè)計800所示的線性位置系統(tǒng)不同,圖9a、圖9b和圖9c所示的線圈設(shè)計900示出旋轉(zhuǎn)位置系統(tǒng)。如線圈設(shè)計900中所示,發(fā)射線圈902、余弦定向接收線圈904和正弦定向線圈906以圓形方式定向。此外,發(fā)射線圈902包括具有引線920的變形部分916。正弦定向線圈906包括阱908和阱912,并且被連接到引線924。類似地,余弦定向線圈904包括阱910和阱914,并且被耦合到引線926。pcb還可以具有安裝孔918。圖9a示出線圈設(shè)計900的平面圖,而圖9b示出線圈設(shè)計900的斜視圖,其示出在其上形成線圈設(shè)計900的pcb板的兩側(cè)上的通孔和跡線。圖9c示出印刷電路板930上的線圈設(shè)計900的平面圖。此外,被耦合到引線920、引線924和引線926的控制電路932被安裝在電路板930上。圖9d示出類似于在定位系統(tǒng)400中使用的實際位置的實際位置與在例如算法700的步驟704中通過使用rx電壓通過仿真重構(gòu)的位置之間的百分比誤差。如圖9d所示,在已經(jīng)根據(jù)算法700優(yōu)化線圈設(shè)計900之后,理論結(jié)果與仿真結(jié)果之間的百分比誤差小于%。圖9e示出在已經(jīng)根據(jù)算法700優(yōu)化線圈設(shè)計900之后的實際角位置和仿真角位置。圖6也示出在已經(jīng)應(yīng)用線性化算法之后經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計900的全標(biāo)度誤差的百分比。在該標(biāo)度下,誤差小于%fs。傳感器線圈配件,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。塑料傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。耐磨傳感器線圈服務(wù)至上
外殼傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。耐磨傳感器線圈服務(wù)至上
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是,可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實踐一些實施例。本文公開的具體實施例意在是說明性的而不是限制性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識到盡管在此未具體描述但是在本公開的范圍和精神之內(nèi)的其他元素。說明創(chuàng)造性的方面和實施例的描述不應(yīng)被理解為進(jìn)行限制,而是由權(quán)利要求定義所保護(hù)的發(fā)明。在不脫離本說明和權(quán)利要求的精神和范圍的情況下,可以進(jìn)行各種改變。在一些實例中,為了不使本發(fā)明變得模糊,沒有詳細(xì)地示出或描述已知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。圖1a示出定位系統(tǒng)100。如圖1a所示,該定位系統(tǒng)包括發(fā)射/接收控制電路102,該發(fā)射/接收控制電路102被耦合,以驅(qū)動發(fā)射器線圈106和從接收線圈104接收信號。在大多數(shù)配置中,接收線圈104位于發(fā)射器線圈106之內(nèi),但是在圖1a中,為了清楚起見,它們被分開示出。接收線圈104通常物理上位于發(fā)射線圈106的邊界內(nèi)。本發(fā)明的實施例可以包括發(fā)射器線圈106、兩個線圈104、以及驅(qū)動發(fā)射器線圈106和測量源自線圈104中的信號的集成電路(ic)102,它們?nèi)慷夹纬稍谟∷㈦娐钒?pcb)上。圖1b示出線性位置定位系統(tǒng)中的發(fā)射線圈106和接收線圈104的配置。如圖1b所示。耐磨傳感器線圈服務(wù)至上
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/2860826.html
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