金属目标与多个线圈中的每个线圈之间可以是不同的耦合效果。这些和其他因素可能导致位置定位系统的不准确的结果。因此,需要开发更好的设计传感器线圈的方法,其为位置感测提供更好的准确度。技术实现要素:在一些实施例中,提供了一种线圈设计系统。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。传感器线圈的绕制工艺决定了其稳定性。吉林塑封传感器线圈
如图4a进一步示出的,金属目标408沿z方向定位,以在金属目标408与位置定位系统410之间提供气隙(ag)。在一些实施例中,定位器404能够如在坐标系420中所示的在x-y平面中线性地移动金属目标408。在一些实施例中,定位器404根据需要在位置定位器系统410上方围绕旋转中心旋转金属目标408,例如,用于测试旋转定位器而不是线性定位器。控制器402被耦合以提供控制信号并从定位器404接收接收线圈信号。控制器402还被耦合以将发射功率提供给在定位系统410上的发射线圈,并接收和处理来自定位系统410中的接收线圈的信号。如上所述,位置定位系统410可以包括如上所述的发射线圈106、余弦定向线圈110和正弦定向线圈112。在一些情况下,控制器402可以与定位系统410的发射线圈106、余弦定向线圈110和正弦定向线圈112安装在同一pcb上,并将定位信号提供给分离的处理器422。处理器422可以是能够将控制器402和定位器404接合的任何处理系统。这样,处理器422可以包括一个或多个微型计算机、暂时性和非暂时性存储器以及接口。处理器404与定位器进行通信,以确定金属目标408相对于位置定位系统410的精确位置,并且向定位器404提供信号。四川传感器线圈芯传感器线圈推荐,无锡东英电子有限公司值得信赖,还等什么,快来call我司吧!
对于理解仿真是否正确执行以及仿真是否反映设计中存在的所有非理想性是非常重要的。一旦验证了正确仿真pcb上发线圈的能力,便可以将现有设计输入到算法700的步骤702,并以提高得到的位置定位系统的准确性(例如,偏差和非线性)的方式进行修改。该方法可以在图7a的步骤704、步骤706、步骤708和步骤712所示的迭代算法中自动完成,并且在步骤704中使用仿真代码和在步骤712中使用线圈设计代码以收敛于优设计。然后可以在eda工具的帮助下,将在步骤710中输出的经改进的设计线圈印刷在pcb上。可以以与实现现有设计非常相同的方式来实现全新的设计。具体地,可以将新设计输入到算法700的步骤702,并且可以执行算法700以优化线圈设计。然后可以将在算法700的步骤710中输出的经优化的线圈设计输入到算法720,并且可以实际产生该设计以进行测试。如上所述,算法720然后可以验证经优化的线圈设计的操作。算法700的步骤712中执行的线圈设计工具可用于根据在步骤704中由仿真工具执行的仿真,使用步骤712的线圈设计工具来设计pcb上的正弦和余弦的几何形状。如算法700所示的用于优化线圈设计的迭代算法包括步骤704中的仿真工具和步骤712中的线圈设计工具。具体地。
此处提供的电压描述是成比例的,并且被描述为完整环路(环路120、环路122和环路116)的比例可以具有大表示1,而环路114和环路118可以具有大表示1/2。符号环路的参考方向,其导致从该环路生成电压。参考方向是任意的,并且无论选择两个可能的方向中的哪一个方向来表示正方向,都可以计算出一致的结果。然而,在金属目标124被放置在0°位置的情况下,正弦定向线圈112的环路114中的磁场108被金属目标124中生成的涡电流抵消,使得vc=0。在正弦定向线圈112的环路116中,环路116在金属目标124下方的一半中的磁场108被金属目标124中形成的涡电流抵消,但是环路116不在金属目标124下方的一半中的磁场108生成电压。由于环路116的一半被暴露,因此生成的电压为vd=-1/2。此外,在正弦定向线圈112的环路118中生成电压,使得ve为1/2。然而,由环路116生成的电压被在环路118中生成的电压抵消,导致正弦定向环路112两端的电压信号为0;vsin=vc+vd+ve=0。在金属目标124相对于余弦定向线圈110的相同定向下,环路120被金属目标124覆盖,使得va=0。环路122被暴露,使得vb=1。因此,余弦定向线圈110两端的电压vcos由va+vb=1给出。传感器线圈的连接方式应确保信号传输的稳定性。
可以使用元启发式全局搜索技术,例如遗传算法或粒子群算法。在一些实施例中,可以在步骤1104和步骤1106中使用确定性算法,例如内部点方法,或信任区域算法。具体地,由于用于接收线圈804和接收线圈806的初始设计可以是标准的正弦和余弦轮廓,并且所得到的优化设计可能导致对初始设计的小的扰动,因此期望可以使用局部搜索方法来充分地查找导致佳设计的全局小值。优化理论的基础可以在例如以下中找到:,engineeringoptimization:theoryandpractice(工程优化:理论与实践),johnwiley&sons,2009年。图12示出算法712的另一个实施例。在步骤1202中提供的输入与针对图11的步骤1102所讨论的输入相同。在步骤1204中,自动生成提供大的对称性并减小所需的空间的发射线圈(tx)。在图13中示出可以得到的示例发射线圈,其中根据在迹线到迹线的距离和通孔尺寸(焊盘半径)方面的pcb规范来计算迹线偏离1304。此外,通过交替的通孔定位1302可以减小空间。在图12所示的算法712的实施例中,该算法调整正弦接收线圈,并且相对于经修改的正弦接收线圈来定义余弦接收线圈。本领域技术人员将认识到,代替修改正弦接收线圈,可以替代地修改余弦接收线圈。传感器线圈的线圈连接方式需确保信号的准确传输。空气传感器线圈参数
传感器线圈的线圈在安装时需要确保正确的极性。吉林塑封传感器线圈
相关申请的交叉引用本申请要求发明人为qama和specogna、标题为“sensorcoiloptimization(传感器线圈优化)”的在2018年6月29日提交的美国专利申请,这些申请中的每个申请通过引用整体并入本文。本发明的实施例涉及位置传感器,更具体地涉及位置传感器中的传感器线圈的优化。背景技术:位置传感器在各种设置中被用于测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可被用于汽车、工业和消费者应用中,以用于旋转和线性运动感测。在许多感应定位感测系统中,发射线圈被用于在一组线圈上方滑动或旋转的金属目标中感应出涡电流。接收线圈接收由涡电流和发射线圈生成的磁场,并将信号提供给处理器。处理器使用来自线圈的信号来确定金属目标在这组线圈上方的位置。处理器、发射器线圈和线圈都可以被形成在印刷电路板(pcb)上。然而,这些系统由于许多原因而显示出不准确性。例如,由发射器生成的电磁场以及在金属目标中生成的合成场可能是不均匀的,导线迹线与发射线圈的连接以及接收线圈的布置可能导致进一步的不均匀。被安装在pcb上的线圈和金属目标之间的气隙(ag)可能是不均匀的。此外,由线圈生成的信号的幅度可能具有偏差(offset)。多个线圈之间可能存在失配。吉林塑封传感器线圈