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詳細說明
可以使用數(shù)百甚至數(shù)千次仿真。因此,存在一些模型簡化,這盡管基本上不影響仿真的準(zhǔn)確性,但可以提高速度。例如,如果每次仿真需要10秒鐘來完成,則使用100次迭代的優(yōu)化可能需要16分鐘。然而,如果每次仿真需要10分鐘完成,則同一優(yōu)化可能需要16個小時來完成。在一些實施例中使用的有效簡化是用一維導(dǎo)線模型來表示用于形成發(fā)射線圈和線圈的導(dǎo)電跡線。在與一維導(dǎo)線模型偏離嚴(yán)重的情況下,考慮一個具有35μm的高度和。該矩形跡線可以由例如銅的任何非磁性導(dǎo)電材料形成。其他金屬也可以用來形成跡線,增強傳感器線圈優(yōu)勢,但銅更為典型,增強傳感器線圈優(yōu)勢。對于厚度為趨膚深度的大約兩倍的跡線部分,矩形跡線中流動的電流的電流密度可以是非常均勻的。對于銅,在5mhz的頻率下的趨膚深度為30μm。因此,對于上述基準(zhǔn)矩形跡線,跡線內(nèi)的電流密度將是基本上均勻的,增強傳感器線圈優(yōu)勢。圖10b示出由承載電流的一維導(dǎo)線1020生成的場。如果在兩個結(jié)構(gòu)中流動的電流相同,則由導(dǎo)線1020或由一定直徑的直的圓柱體生成的場沒有差異。然而,圖10c示出在基準(zhǔn)跡線1022周圍生成的場,基準(zhǔn)跡線1022是上述由銅形成的并且具有35μm的高度和。如圖10c所示,即使在小于1mm的短距離處,該場看起來也與圖10b中的由導(dǎo)線1020所生成的場相同。冰箱傳感器線圈芯,無錫東英電子有限公司。增強傳感器線圈優(yōu)勢
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)。浙江傳感器線圈 氣動雙向傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。
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。
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。塑封傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。
如下面更詳細地討論的,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)生的磁場進行估計的進一步的提高。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。原裝傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。冰箱傳感器線圈參數(shù)
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以確保仿真與物理測量的屬性相匹配。無論目標(biāo)是優(yōu)化還是重新設(shè)計pcb上的舊線圈設(shè)計,或者無論目標(biāo)是沒計還是優(yōu)化pcb上的新線圈設(shè)計,該過程都有助于優(yōu)化線圈設(shè)計。可以根據(jù)算法720驗證pcb上的現(xiàn)有線圈設(shè)計,并根據(jù)算法700進行潛在地改進該線圈設(shè)計??梢允褂秒娮釉O(shè)計自動化(eda)或計算機輔助設(shè)計(cad)系統(tǒng)例如以gerber格式提取現(xiàn)有的線圈設(shè)計。在一些實施例中,可以以gerber格式執(zhí)行算法700的步驟702或算法720的步驟722中的初始線圈設(shè)計的輸入。步驟710中的輸出設(shè)計也可以是gerber格式。gerber格式通常用在cad/cam系統(tǒng)中,以及用于表示印刷電路板設(shè)計的系統(tǒng),并且可以從加利福尼亞州舊金山的ucamcousa獲得。這樣,可以從現(xiàn)有印刷電路板上提取現(xiàn)有設(shè)計,并在步驟722中將其提供給算法720以進行驗證,或者在步驟702中將其提供給算法700。這樣,如上所述,可以在步驟724中執(zhí)行對現(xiàn)有設(shè)計的執(zhí)行,并且在步驟728中測量實際性能??梢栽诓襟E730中比較仿真的響應(yīng)和測量到的響應(yīng),并且在步驟732中驗證系統(tǒng)。如上所述,在步驟728中測量響應(yīng)可以包括從起點到終點以恒定的氣隙掃描金屬目標(biāo)??梢允褂孟嗤膒cb設(shè)計、相同的氣隙和相同的目標(biāo)運行仿真。被稱為驗證過程的這個過程。增強傳感器線圈優(yōu)勢
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/2940200.html
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