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詳細說明
相關申請的交叉引用本申請要求發(fā)明人為qama和specogna、標題為“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:位置傳感器在各種設置中被用于測量一個組件相對于另一個組件的位置。感應式位置傳感器可被用于汽車、工業(yè)和消費者應用中,工程傳感器線圈口碑推薦,以用于旋轉和線性運動感測,工程傳感器線圈口碑推薦。在許多感應定位感測系統(tǒng)中,發(fā)射線圈被用于在一組線圈上方滑動或旋轉的金屬目標中感應出渦電流。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在這組線圈上方的位置,工程傳感器線圈口碑推薦。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確性。例如,由發(fā)射器生成的電磁場以及在金屬目標中生成的合成場可能是不均勻的,導線跡線與發(fā)射線圈的連接以及接收線圈的布置可能導致進一步的不均勻。被安裝在pcb上的線圈和金屬目標之間的氣隙(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。汽車傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。工程傳感器線圈口碑推薦
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線模型來表示用于形成發(fā)射線圈和線圈的導電跡線。在與一維導線模型偏離嚴重的情況下,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電材料形成。其他金屬也可以用來形成跡線,但銅更為典型。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,對于上述基準矩形跡線,跡線內的電流密度將是基本上均勻的。圖10b示出由承載電流的一維導線1020生成的場。如果在兩個結構中流動的電流相同,則由導線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示出在基準跡線1022周圍生成的場,基準跡線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中的由導線1020所生成的場相同。云南傳感器線圈廠家拿貨價格工業(yè)傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。
導電金屬目標124可被定位在發(fā)射器線圈和兩個線圈上方。如圖1a所示,發(fā)射線圈106被驅動以形成磁場108。發(fā)射線圈106可以以一定頻率范圍或特定頻率被驅動。在圖1a中,磁場108(其中用箭頭示出正電流)在每個導線周圍是圓形的,并且在線圈106內沿著指出頁面的方向且在線圈108的外部沿著進入頁面的方向,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內部。發(fā)射線圈106可以以可以產生用于在線圈104中感應電壓的電磁場108的任何頻率被驅動。通常,可以存在任意數(shù)量的接收二器線圈,然而,為了便于時論,下文時論具有兩個線圈的系統(tǒng)。圖1b示出發(fā)射線圈(tx)106內的傳感器接收線圈(rx)104的布置。如圖1b所示,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,線圈112沿同相或反相方向(此處描繪為順時針或逆時針圖示)纏繞,以由于電磁場108的存在而在環(huán)路中產生相反符號的電壓。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的順時針旋轉從而產生標稱正電壓、以及環(huán)路116的逆時針旋轉從而產生標稱負電壓。類似地。
此處提供的電壓描述是成比例的,并且被描述為完整環(huán)路(環(huán)路120、環(huán)路122和環(huán)路116)的比例可以具有大表示1,而環(huán)路114和環(huán)路118可以具有大表示1/2。符號環(huán)路的參考方向,其導致從該環(huán)路生成電壓。參考方向是任意的,并且無論選擇兩個可能的方向中的哪一個方向來表示正方向,都可以計算出一致的結果。然而,在金屬目標124被放置在0°位置的情況下,正弦定向線圈112的環(huán)路114中的磁場108被金屬目標124中生成的渦電流抵消,使得vc=0。在正弦定向線圈112的環(huán)路116中,環(huán)路116在金屬目標124下方的一半中的磁場108被金屬目標124中形成的渦電流抵消,但是環(huán)路116不在金屬目標124下方的一半中的磁場108生成電壓。由于環(huán)路116的一半被暴露,因此生成的電壓為vd=-1/2。此外,在正弦定向線圈112的環(huán)路118中生成電壓,使得ve為1/2。然而,由環(huán)路116生成的電壓被在環(huán)路118中生成的電壓抵消,導致正弦定向環(huán)路112兩端的電壓信號為0;vsin=vc+vd+ve=0。在金屬目標124相對于余弦定向線圈110的相同定向下,環(huán)路120被金屬目標124覆蓋,使得va=0。環(huán)路122被暴露,使得vb=1。因此,余弦定向線圈110兩端的電壓vcos由va+vb=1給出。傳感器線圈品牌,無錫東英電子有限公司。
并且相對于余弦接收線圈定義正弦接收線圈。為了說明的目的,圖13示出對關于圖12所描述的正弦接收線圈的修改。接收線圈(rx)設計可以用雙環(huán)路迭代來定義。初,在步驟1206中,正弦形狀的rx線圈1316(結合參考系1314)沿x方向對稱地部分延伸(如跡線1310所示),以補償由于目標非理想性引起的磁通泄漏。利用所施加的線圈延伸,在步驟1208中,使用作用在線圈1316所有點上的適當?shù)奈灰坪瘮?shù),使正弦形線圈1316沿y方向變形,如跡線1312。給定這些設置,在步驟1210中,算法計算通孔的位置。根據在步驟1202中指定的信息并且為了消除先前提到的信號失配,而建立通孔位置1308。每當一個線圈中的通孔比另一個線圈中的通孔多或通孔以不平衡方式定位(即,不對稱)時,就會出現(xiàn)電壓失配。所導致的電壓失配是當目標移動時正弦信號相對于余弦信號的較大峰峰值幅度(反之亦然)。為了實現(xiàn)減少電壓失配的目標,通孔的設計方式是使sin(1316)rx線圈和cos(1318)rx線圈在pcb底部中的部分的長度相同。此外,通孔相對于設計的對稱中心是對稱的。在步驟1212中,定義正弦接收線圈跡線和余弦接收線圈跡線。在一些實施例中,使用一維模型來定義跡線。在步驟1214中,算法712計算不具有目標時的偏差。傳感器線圈配件,無錫東英電子有限公司。云南傳感器線圈廠家拿貨價格
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如圖4a進一步示出的,金屬目標408沿z方向定位,以在金屬目標408與位置定位系統(tǒng)410之間提供氣隙(ag)。在一些實施例中,定位器404能夠如在坐標系420中所示的在x-y平面中線性地移動金屬目標408。在一些實施例中,定位器404根據需要在位置定位器系統(tǒng)410上方圍繞旋轉中心旋轉金屬目標408,例如,用于測試旋轉定位器而不是線性定位器??刂破?02被耦合以提供控制信號并從定位器404接收接收線圈信號??刂破?02還被耦合以將發(fā)射功率提供給在定位系統(tǒng)410上的發(fā)射線圈,并接收和處理來自定位系統(tǒng)410中的接收線圈的信號。如上所述,位置定位系統(tǒng)410可以包括如上所述的發(fā)射線圈106、余弦定向線圈110和正弦定向線圈112。在一些情況下,控制器402可以與定位系統(tǒng)410的發(fā)射線圈106、余弦定向線圈110和正弦定向線圈112安裝在同一pcb上,并將定位信號提供給分離的處理器422。處理器422可以是能夠將控制器402和定位器404接合的任何處理系統(tǒng)。這樣,處理器422可以包括一個或多個微型計算機、暫時性和非暫時性存儲器以及接口。處理器404與定位器進行通信,以確定金屬目標408相對于位置定位系統(tǒng)410的精確位置,并且向定位器404提供信號。工程傳感器線圈口碑推薦
文章來源地址: http://www.cdcfah.com/cp/3116176.html
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