山东常开传感器线圈
为了简化图示,在图10f中未示出发射线圈802,但是发射线圈802的迹线也通过一维导线迹线近似。在仿真了来自位置定位系统800的目标线圈802的电磁场之后,然后在图10a所示的算法704的示例的步骤1008中,仿真金属目标1024的涡电流,并且确定从那些涡电流产生的电磁场。在一些实施例中,金属目标1024中的感应涡电流是通过原始边界积分公式来计算的。金属目标1024通常可以被建模为薄金属片。通常,金属目标1024很薄,为35μm至70μm,而横向尺寸通常以毫米进行测量。如上文关于导线迹线所讨论的,当导体具有小于在特定工作频率下磁场的穿透深度的大约两倍的厚度时,感应电流密度在整个层厚度上基本上是均匀的。因此,可以将金属目标1024的细导体建模为感应涡电流与该表面相切的表面。冰箱传感器线圈芯,无锡东英电子有限公司。山东常开传感器线圈
本发明的实施例包括:仿真步骤704,其仿真位置定位系统线圈设计的响应;以及,线圈设计调整算法712,其使用所仿真的响应来调整线圈设计以获得更好的准确性。如上所述,位置传感器遭受许多非理想性。首先,tx线圈所产生的磁场高度不均匀,并且由于这种不均匀性,目标和rx线圈之间的间隙允许许多磁通量无法正确地被目标屏蔽。另一个效果是,pcb底部上的rx线圈部分比pcb的顶部中的对应部分捕获更少的感应磁通量。后,允许与控制器芯片连接的rx线圈的出口也产生可感测的偏移误差。在线性和弧形传感器中,还存在在传感器的端部产生巨大的杂散场的强烈效应。这后的效应是线性和弧形设计中大多数误差的原因。如上所述,线圈设计的优化始于算法700的步骤704中的良好仿真。在迭代中,对算法700的步骤702中所输入的初始线圈设计执行仿真。根据一些实施例,仿真包括在意大利乌迪内大学开发的涡电流求解算法。具体地,仿真算法的示例使用在以下发表文章中介绍的边界积分方法(bim):,“aboundaryintegralmethodforcomputingeddycurrents1nthinconductorsforarbitrarytopology(任意拓扑的薄导体中的涡电流计算的边界积分方法)”,ieee磁学学报(transactionsonmagnetics),第41卷,第3期。小型传感器线圈效果新传感器线圈芯,无锡东英电子有限公司。
在实际工作中,一般不进行这种检测,*进行线圈的通断检查和Q值的大小判断。[1]可先利用万用表电阻档测量线圈的直流电阻,再与原确定的阻值或标称阻值相比较,如果所测阻值比原确定阻值或标称阻值增大许多,甚至指针不动(阻值趋向无穷大X)可判断线圈断线;若所测阻值极小,则判定是严重短路或者局部短路是很难比较出来。这两种情况出现,可以判定此线圈是坏的,不能用。如果检测电阻与原确定的或标称阻值相差不大,可判定此线圈是好的。此种情况,我们就可以根据以下几种情况,去判断线圈的质量即Q值的大小。线圈的电感量相同时,其直流电阻越小,Q值越高;所用导线的直径越大,其Q值越大;若采用多股线绕制时,导线的股数越多,Q值越高;线圈骨架(或铁芯)所用材料的损耗越小,其Q值越高。例如,高硅硅钢片做铁芯时,其Q值较用普通硅钢片做铁芯时高;线圈分布电容和漏磁越小,其Q值越高。例如,蜂房式绕法的线圈,其Q值较平绕时为高,比乱绕时也高;线圈无屏蔽罩,安装位置周围无金属构件时,其Q值较高,相反,则Q值较低。屏蔽罩或金属构件离线圈越近,其Q值降低越严重;对有磁芯的的位置要适当安排合理;天线线圈与振荡线圈应相互垂直,这就避免了相互耦合的影响。。
算法700在步骤706中计算小位置误差,并且在步骤706、步骤708和步骤712中小化rx线圈的非理想性。利用在此优化之后获得的坐标,可以使用商业eda工具印刷pcb,如步骤710所示。本发明的实施例可用于产生用于位置定位系统的线圈设计,所述位置定位系统用于需要位置传感器技术、扭矩、扭矩角传感器(tas)的所有应用以及使用感应原理和在pcb上的线圈的所有其他应用。某些实施例的益处包括在两个上具有零偏差,这意味着达到理论极限零。从优化线圈之前出现的%fs-3%fs的起点获得%fs的误差(提高6倍)可以实现。此外,如果误差减小得足够好,则不需要线性化方法或校准方法。此外,可以减少用于产生可行的线圈设计的试错的次数,提供缩短的产品推向市场的时间。图8a和图8b示出pcb(为了清楚起见未示出)上的线圈布局800的示例,其可以用作如图7a所示的算法700的输入。在一些情况下,算法700将修改根据算法720所产生的经优化的线圈设计,以优化线圈布局800的准确性。图8a示出线圈布局800,而图8b示出线圈布局800的平面图,其将迹线重叠在pcb的顶侧和底侧上。如图8a和图8b所示,线圈设计800包括发射线圈802,其可以包括多个环路,并且还可以包括穿过pcb的通孔。工程传感器线圈,无锡东英电子有限公司。
区别在距离迹线小于约1mm的场中。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。汽车传感器线圈芯,无锡东英电子有限公司。冰箱传感器线圈用途
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如下面更详细地讨论的,在一些实施例中,形成发射线圈、线圈和连接线的迹线用一维金属导线表示。一些实施例可以使用更精细的仿真算法,例如块体积元素(brickvolumetricelement)、部分元素等效电路(peec)或基于体积积分公式的方法,其可以提供对由实际三维电流承载结构所产生的磁场进行估计的进一步的提高。金属目标通常可以由导电表面表示。如图10a所示,算法704在步骤1002处开始。在步骤1002中,获得描述tx线圈和rx线圈、目标的几何形状、气隙规范和扫描规范的pcb迹线设计。这些输入参数例如可以由算法700提供,要么在算法700的输入步骤702期间通过初始输入,要么从来自算法700的线圈调整步骤712的经调整的线圈设计来提供,如图7a所示。算法704然后进行到步骤1003。在步骤1003中,算法704以在步骤1002中设置的频率参数计算发射线圈(tx)的迹线的电阻r和电感l。在不存在目标的情况下执行计算,以给出品质因数的估计q=2πfl/r。在步骤1004中,设置参数以仿真特定线圈设计的性能和在步骤1002中接收的线圈设计的气隙,其中金属目标如在扫描参数中定义的被设置在现行位置。如果这是次迭代,则将现行位置设置为在步骤1002中接收到的数据中所定义的扫描的起点。否则。山东常开传感器线圈
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