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,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(chǎng)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。想要咨詢傳感器線圈的價(jià)格?江蘇傳感器線圈廠家供貨
正弦定向接收器線圈906包括阱908和阱912,并且被連接到引線924。類似地,余弦定向接收器線圈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(jì)900的平面圖,而圖9b示出線圈設(shè)計(jì)900的斜視圖,其示出在其上形成線圈設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)際位置的實(shí)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(jì)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(jì)900之后的實(shí)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(jì)900的全標(biāo)度誤差的百分比。在該標(biāo)度下,誤差小于%fs。本發(fā)明的實(shí)施例包括:仿真步驟704,其仿真位置定位系統(tǒng)線圈設(shè)計(jì)的響應(yīng);以及,線圈設(shè)計(jì)調(diào)整算法712,其使用所仿真的響應(yīng)來調(diào)整線圈設(shè)計(jì)以獲得更好的準(zhǔn)確性。如上所述,位置傳感器遭受許多非理想性。首先,tx線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)高度不均勻。性能優(yōu)良傳感器線圈廠家哪家好傳感器線圈推薦,無錫東英電子有限公司值得信賴,詳細(xì)可訪問我司官網(wǎng)查看!
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接收器線圈的仿真電壓。在一些實(shí)施例中,在本申請(qǐng)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(jì)算時(shí)間。可以預(yù)期,相對(duì)于上述bim方法,每個(gè)傳感器目標(biāo)位置的計(jì)算可能使用兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)量級(jí)的計(jì)算時(shí)間。此外,可能需要針對(duì)每個(gè)目標(biāo)位置從頭開始重建計(jì)算域的網(wǎng)格。而且,由于長(zhǎng)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(jì)算也可能受到存儲(chǔ)器和計(jì)算時(shí)間資源的限制。圖10a示出算法700的仿真步驟704的示例。實(shí)際上,如圖7a的示例中所示的算法700基本上補(bǔ)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(shí)高效的數(shù)值模型。如下面更詳細(xì)地討論的,在一些實(shí)施例中,形成發(fā)射線圈、接收器線圈和連接線的跡線用一維金屬導(dǎo)線表示。一些實(shí)施例可以使用更精細(xì)的仿真算法。
圖2b示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于90°位置。如圖2b所示,在正弦定向線圈112中,金屬目標(biāo)124完全覆蓋環(huán)路116,并且使環(huán)路114和環(huán)路118未被覆蓋。結(jié)果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。類似地,在余弦定向線圈110中,環(huán)路120的一半被覆蓋,導(dǎo)致va=-1/2,并且環(huán)路122的一半被覆蓋,導(dǎo)致vb=1/2。因此,由va+vb給出的vcos為0。類似地,圖2c示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于180°位置。因此,正弦定向線圈112中的環(huán)路116和環(huán)路118的一半被金屬目標(biāo)124覆蓋,而余弦定向環(huán)路110中的環(huán)路122被金屬目標(biāo)124覆蓋。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。結(jié)果,vsin=0且vcos=-1。圖2d示出vcos和vsin相對(duì)于具有圖2a、圖2b和圖2c中提供的線圈拓?fù)涞慕饘倌繕?biāo)124的角位置的曲線圖。如圖2d所示,可以通過處理vcos和vsin的值來確定角位置。如圖所示,通過從定義的初始位置到定義的結(jié)束位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描,將在的輸出中生成圖2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)電壓。金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的角位置可以根據(jù)來自正弦定向線圈112的vsin和余弦定向線圈110的vcos的值來確定,如圖2e所示。關(guān)于傳感器線圈的商家有哪些?
在圖1b所示的系統(tǒng)中,發(fā)射器線圈(tx)106被電路102(電路102可以是集成電路)激勵(lì),以生成被示出為emf場(chǎng)108的可變電磁場(chǎng)(emf)。磁場(chǎng)108與接收器線圈(rx)104耦合。如圖1b所示,如果將導(dǎo)電金屬目標(biāo)124放置在接收器線圈104的上方,則會(huì)在金屬目標(biāo)124中生成渦電流。該渦電流生成新的電磁場(chǎng),該電磁場(chǎng)理想情況下與場(chǎng)108相等并相反,從而抵消了在金屬目標(biāo)124正下方的接收器線圈104中的場(chǎng)。接收器線圈(rx)104捕獲由發(fā)射線圈106生成的可變emf場(chǎng)108和由金屬目標(biāo)124感應(yīng)的場(chǎng),得到在接收器線圈104的端子處生成的正弦電壓。在沒有金屬目標(biāo)124的情況下,在rx線圈104(在圖1b中被標(biāo)記為rxcos110和rxsin112)的端子處將沒有電壓。當(dāng)金屬目標(biāo)124相對(duì)于rx線圈104被放置在特定位置時(shí),在被金屬目標(biāo)124覆蓋的區(qū)域上的合成電磁場(chǎng)理想地為零,因此在rx線圈104的端子處的電壓將具有不同的特性,這取決于金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的位置。rx線圈104以以下方式被設(shè)計(jì):隨著在整個(gè)接收器線圈104上掃描金屬目標(biāo)124,在一個(gè)rx線圈(rxsin112)的端子處產(chǎn)生正弦電壓,在另一個(gè)rx線圈(rxcos110)的端子處產(chǎn)生余弦電壓。目標(biāo)相對(duì)于rx線圈104的位置調(diào)制在rx線圈104的端子處的電壓的幅度和相位。江蘇省對(duì)于傳感器線圈哪家口碑好的?北京高速傳感器線圈
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該位移使發(fā)射線圈106產(chǎn)生的磁場(chǎng)變形。來自位移330的雜散場(chǎng)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(píng)估位置定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)和測(cè)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(duì)于定位設(shè)備的測(cè)量位置。此外,系統(tǒng)400可用于測(cè)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(tái)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(duì)于位置定位系統(tǒng)410移動(dòng)平臺(tái)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(hào)并處理該信號(hào)并驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈。如圖4a進(jìn)一步示出的,金屬目標(biāo)408沿z方向定位,以在金屬目標(biāo)408與位置定位系統(tǒng)410之間提供氣隙(ag)。在一些實(shí)施例中,定位器404能夠如在坐標(biāo)系420中所示的在x-y平面中線性地移動(dòng)金屬目標(biāo)408。在一些實(shí)施例中,定位器404根據(jù)需要在位置定位器系統(tǒng)410上方圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)金屬目標(biāo)408,例如,用于測(cè)試旋轉(zhuǎn)定位器而不是線性定位器。江蘇傳感器線圈廠家供貨
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