图2b示出金属目标124相对于正弦定向线圈112和余弦定向线圈110处于90°位置。如图2b所示,在正弦定向线圈112中,金属目标124完全覆盖环路116,并且使环路114和环路118未被覆盖。结果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。类似地,在余弦定向线圈110中,环路120的一半被覆盖,导致va=-1/2,并且环路122的一半被覆盖,导致vb=1/2。因此,由va+vb给出的vcos为0。类似地,图2c示出金属目标124相对于正弦定向线圈112和余弦定向线圈110处于180°位置。因此,正弦定向线圈112中的环路116和环路118的一半被金属目标124覆盖,而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。结果,vsin=0且vcos=-1。图2d示出vcos和vsin相对于具有图2a、图2b和图2c中提供的线圈拓扑的金属目标124的角位置的曲线图。如图2d所示,可以通过处理vcos和vsin的值来确定角位置。如图所示,通过从定义的初始位置到定义的结束位置对目标进行扫描,将在的输出中生成图2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)电压。金属目标124相对于接收线圈104的角位置可以根据来自正弦定向线圈112的vsin和余弦定向线圈110的vcos的值来确定,如图2e所示。塑封传感器线圈,无锡东英电子有限公司。空调传感器线圈价格便宜

图10d示出导线1020的一维模型与基准矩形迹线1022在距迹线中心1mm的距离处的差异。单个矩形迹线1022的表示可以通过单导线配置和多导线配置两者来实现。可以看出,该场与一维模型略有偏离。从图10d可以看出,误差不可忽略,但在两种情况下,即使在1mm处,误差也只有很小的分数1%。由于接收线圈的大多数点相对于发射线圈的距离远大于1mm,因此1维导线模型在大多数应用中可能就足够了。也可以用三维块状元素来表示发射线圈,其中假定电流密度是均匀的。图10e示出这种近似。如图10e所示,这以适度的附加计算为代价将由发射线圈产生的磁场的建模误差减小了一个数量级。因此,在步骤1006和步骤1010中,可以将迹线建模为一维迹线。因此,通过使用1维导线模型可以预先计算由发射线圈产生的源磁场。在一些实施例中,可以使用基于3d块状件元素的更高级的模型,如上所述,该模型可以产生大致相同的结果。这些模型可以使用有限元矩阵形式的计算,然而,此类模型可能需要许多元素,并且需要增加计算。如上文所讨论的,类似于fem的模型可能使用太多的元素(1亿多个网格元素)来达到所提出的一维模型的准确性。传感器线圈参数传感器线圈型号,无锡东英电子有限公司。

步骤730可以针对其准确性验证在步骤724中执行的仿真。在步骤732中,如果仿真与测量结果匹配,则算法720进行到步骤734,在此线圈设计已经被验证。在步骤732中,如果仿真结果与物理测量结果不匹配,则算法720进行到步骤736。在步骤736中,如果所执行的算法720为对由算法700所产生的线圈设计的验证,则修改算法700的输入设计,并返回算法700。在一些实施例中,在步骤736中产生错误,指示仿真未正确地运行,因此仿真自身需要进行调整以便更好地仿真特定位置定位系统中的所有非理想性。在那种情况下,步骤736也可以是模型校准算法。因此,在本发明的一些实施例中,可以通过迭代地提供当前线圈设计的仿真,然后根据该仿真修改线圈设计,直到线圈设计满足期望的规范为止,来产生优化的线圈设计。在一些情况下,作为后一步,将物理产生并测试经优化的线圈设计,以确保仿真与物理测量的属性相匹配。无论目标是优化还是重新设计pcb上的旧线圈设计,或者无论目标是没计还是优化pcb上的新线圈设计,该过程都有助于优化线圈设计。可以根据算法720验证pcb上的现有线圈设计,并根据算法700进行潜在地改进该线圈设计。可以使用电子设计自动化(eda)或计算机辅助设计。
对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文公开的具体实施例意在是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以认识到尽管在此未具体描述但是在本公开的范围和精神之内的其他元素。说明创造性的方面和实施例的描述不应被理解为进行限制,而是由权利要求定义所保护的发明。在不脱离本说明和权利要求的精神和范围的情况下,可以进行各种改变。在一些实例中,为了不使本发明变得模糊,没有详细地示出或描述已知的结构和技术。图1a示出定位系统100。如图1a所示,该定位系统包括发射/接收控制电路102,该发射/接收控制电路102被耦合,以驱动发射器线圈106和从接收线圈104接收信号。在大多数配置中,接收线圈104位于发射器线圈106之内,但是在图1a中,为了清楚起见,它们被分开示出。接收线圈104通常物理上位于发射线圈106的边界内。本发明的实施例可以包括发射器线圈106、两个线圈104、以及驱动发射器线圈106和测量源自线圈104中的信号的集成电路(ic)102,它们全部都形成在印刷电路板(pcb)上。图1b示出线性位置定位系统中的发射线圈106和接收线圈104的配置。如图1b所示。工程传感器线圈,无锡东英电子有限公司。

这样的系统中的金属目标124的实际位置可以从由接收线圈104的输出电压测量到的角位置以及接收线圈110和接收线圈112的拓扑得出。此外,如图1b所示,线圈110的拓扑和线圈112的拓扑被协调以提供对金属目标124的位置的指示。图2a示出金属目标124的0°位置,为了便于说明,余弦定向线圈110和正弦定向线圈112被分开。如图1b所示,正弦定向线圈112和余弦定向线圈110共同位于发射线圈106内。使用如图1a所示的磁场108,正弦定向线圈112的环路114、环路116和环路118被定位为使得每个环路中的电压之和抵消,从而使总vsin为0。如图2a所示,在没有金属目标124的情况下,环路114中的电压vc可以被表示为1/2,环路116中的电压(因为该环路中的电流与环路114和环路118中的电流相反)可以被表示为vd=-1,而环路118中的电压可以表示为ve=1/2。因此,线圈112中的电压为vsin=vc+vd+ve=0。因此,如果不存在金属目标124,则来自正弦定向线圈112的输出信号将为0。类似地,如果不存在金属目标124,则来自余弦定向环路110的输出信号也为0,这是因为由环路120中的磁场108生成的电压va=-1抵消了由环路122中的磁场108所生成的电压vb=1,使得vcos=va+vb=0。如上文所讨论的。小型传感器线圈,无锡东英电子有限公司。空调传感器线圈价格便宜
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例如,目标的角位置可以被计算为:角位置=arctan(vsin/vcos)。图2e示出了这一点,并且示出vcos和vsin的正弦形式以及根据vcos和vsin的值得出的对金属目标124的位置的确定。在线性位置定位系统中,可以通过知道线圈104的迹线的正弦形式的波长(即,正弦定向线圈112的迹线和余弦定向线圈110的迹线的峰距区域之间的间隔),通过角位置来确定线性位置。在角位置定位系统中,正弦定向线圈112和余弦定向线圈110可以被布置为使得该角位置可以等于关于金属目标124的旋转的金属目标124的实际角位置。重要的是要注意指示位置定位传感器100的理想操作的以下条件。在那些条件中,发射器线圈106的形状不重要,只要其覆盖放置线圈104的区域即可。此外,线圈104的形状等于完美的几何重叠的正弦和余弦。另外,金属目标124的形状对工作原理没有影响,只要目标的区域覆盖线圈104的总区域的一部分即可。理想的一组线圈和理想的金属目标的这些条件从未被满足。在实际系统中,情况大不相同。非理想性导致金属目标124的位置的确定的不准确性。导致位置确定的不正确性的问题包括发射线圈106中生成的电磁场的不均匀。空调传感器线圈价格便宜