陕西什么是传感器线圈
线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯。线圈的电感用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利(mH)、微亨利(μH),1H=10^3mH=10^6μH。简介电感线圈是利用电磁感应的原理进行工作的器件。当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用。对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做“自感“,即导线自己产生的变化电流产生变化磁场,这个磁场又进一步影响了导线中的电流;对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做“互感“。电感线圈的电特性和电容器相反,“通低频,阻高频“。高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动都会呈现一定的阻力,这种阻力我们称之为“阻抗”。电感线圈对电流信号所呈现的阻抗利用的是线圈的自感。电感线圈有时我们把它简称为“电感”或“线圈”,用字母“L”表示。绕制电感线圈时。传感器线圈的线圈绝缘层可以防止电流泄漏。陕西什么是传感器线圈
具体地,提出一种提供经优化的位置定位传感器线圈设计的方法。该方法包括:接收线圈设计;利用该线圈设计对位置确定进行仿真,以形成仿真性能;将仿真响应与规范进行比较以提供比较;以及基于仿真性能和性能规范之间的比较来修改线圈设计,以获得更新的线圈设计。下文结合附图讨论这些和其他实施例。附图说明图1a和图1b示出用于确定目标的位置的线圈系统。图2a、图2b、图2c、图2d和图2e示出在整个线圈系统上扫描金属目标时的接收器线圈的响应。图3a和图3b示出线圈系统中的印刷电路板上的接收线圈的配置。图3c示出由线圈系统中的发射线圈生成的电磁场的非均一性。图3d和图3e示出由线圈系统中的接收器线圈测量的场的差异。图4a示出测试位置定位系统的准确性的测试设备的框图。图4b示出诸如图4a所示的测试设备。图4c示出利用图4b所示的测试设备来测试位置定位系统。图4d示出利用图4b所示的测试设备测量的来自位置定位系统中的接收线圈的接收电压。图5示出测量到的响应和仿真响应。图6示出根据本发明的实施例优化的示例线圈设计的测量到的响应与仿真响应之间的误差。图7a和图7b示出根据本发明的一些实施例的用于优化位置定位传感器的线圈设计的算法。塑料传感器线圈服务至上传感器线圈的绝缘性能需要严格把控。
此外,金属目标124和pcb之间的气隙(ag)与位置确定的准确性之间存在很强的相关性。此外,在理想情况下,正弦定向线圈112和余弦定向线圈110的拓扑是理想的三角函数,但是在实际设计中,这些线圈104不是理想的,并且具有若干个通孔,以允许通过使用pcb的两面将迹线互相盘绕在pcb上。图3a示出被定向在pcb(为清楚起见,图3a中未示出)上的正弦定向线圈112。pcb被定位为使得形成正弦定向线圈112的迹线被定位在pcb的顶侧和底侧。在本公开中,对pcb的顶侧或底侧的引用指示pcb的相对侧,并且关于pcb的定向没有其他含义。通常,位置定位系统被定位成使得pcb的顶侧面向金属目标124的表面。图3b示出pcb322的顶侧,在顶侧上形成用于形成发射线圈106、正弦定向接收器线圈112和余弦定向接收器线圈110的顶侧迹线。如图3a所示,线圈112由pcb322的顶侧上的迹线302和pcb322的底侧上的迹线304形成。迹线302和迹线304通过穿过pcb322而形成的通孔306电接合。如图3a所示,通孔306、顶侧迹线302和底侧迹线304被布置为允许形成余弦定向线圈112。例如,部分310和部分312允许线圈112交叉以形成环路114、环路116和环路118,同时在相交处将迹线分离。如进一步示出的。
根据法拉第电磁感应定律,当块状导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时,导体内产生感应电流,此电流在导体内闭合,称为涡流。电涡流式传感器,将位移、厚度、材料损伤等非电量转换为电阻抗的变化(或电感、Q值的变化),从而进行非电量的测量。一、工作原理电涡流式传感器由传感器激励线圈和被测金属体组成。根据法拉第电磁感应定律,当传感器激励线圈中通过以正弦交变电流时,线圈周围将产生正选交变磁场,是位于盖磁场中的金属导体产生感应电流,该感应电流又产生新的交变磁场。新的交变磁场阻碍原磁场的变化,使得传感器线圈的等效阻抗发生变化。传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z为式中,ρ为被测体的电阻率;μ为被测体的磁导率;r为线圈与被测体的尺寸因子;f为线圈中激磁电流的频率;x为线圈与导体间的距离。由此可见,线圈阻抗的变化完全取决于被测金属的电涡流效应,分别与以上因素有关。如果只改变式中的一个参数,保持其他参数不变,传感器线圈的阻抗Z就只与该参数有关,如果测出传感器线圈阻抗的变化,就可以确定该参数。在实际应用中,通常是改变线圈与导体间的距离x,而保持其他参数不变,来实现位移和距离测量。二、等效电路讨论电涡流式传感器时。传感器线圈的灵敏度直接影响测量结果的准确性。
如果导线通过的电流是固定不变的,即直流电流,则产生的磁场也是恒定的。而当一个闭合回路中的电流发生变化时,随着电流的变化,电流产生的磁场也在变化。如果导线通过语音电流,则产生的磁场也随语音的变化而变化。这种变化的磁场将在它附近的其他回路中产生感应电流。如果把一个线圈回路放置在磁场中,磁力线通过线圈回路时,线圈回路有电流产生。如磁场是由语音信号所产生,那么在此磁场中线圈感应的电流则是语音电流。电场转变磁场,磁场转变电场的过程,是电磁感应基本原理的实际应用。由此我们知道,磁感应线圈助听系统信号发送与接收的过程是,将放大的音频信号电流,通过长直导线形成随音频变化的交变磁场,由接收耳机中的线圈感应出微弱音频电流,经放大后,耳机又将其恢复成语音信号。来自录音机、收音机、电视机或教师的声音经麦克风、放大器、调频部件以交流电的形式直接传递到线圈内,电流在线圈周围产生了一个电磁场,这种带有声音信号的电磁波可以在空间传播并为助听器上的拾音线圈(telecoil)所接收。在拾音线圈里电磁波又转换为音频电流,电流再经过助听器的放大处理,还原成声音信号。传感器线圈的线圈在长时间使用后可能会发生老化。外壳传感器线圈厂家
传感器线圈的安装位置对测量精度至关重要。陕西什么是传感器线圈
为了讨论的目的,图10f示出图8a和图8b所示的线圈设计800的示例,其中线圈1028和线圈1026分别与线圈804和线圈806的迹线的一维近似相对应。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。陕西什么是传感器线圈
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