北京定制传感器线圈

    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。管道传感器线圈，无锡东英电子有限公司。北京定制传感器线圈

    导电金属目标124可被定位在发射器线圈和两个线圈上方。如图1a所示，发射线圈106被驱动以形成磁场108。发射线圈106可以以一定频率范围或特定频率被驱动。在图1a中，磁场108(其中用箭头示出正电流)在每个导线周围是圆形的，并且在线圈106内沿着指出页面的方向且在线圈108的外部沿着进入页面的方向，其中电流方向如图1a所示。如图1b所示，接收线圈104位于线圈106内部。发射线圈106可以以可以产生用于在线圈104中感应电压的电磁场108的任何频率被驱动。通常，可以存在任意数量的接收二器线圈，然而，为了便于时论，下文时论具有两个线圈的系统。图1b示出发射线圈(tx)106内的传感器接收线圈(rx)104的布置。如图1b所示，传感器接收线圈104包括正弦波定向线圈rxsin112和余弦定向信号线圈rxcos110。正弦波定向线圈rxsin112包括正弦环路114、正弦环路116和正弦环路118，其中，线圈112沿同相或反相方向(此处描绘为顺时针或逆时针图示)缠绕，以由于电磁场108的存在而在环路中产生相反符号的电压。如图所示，正弦波定向线圈112的布线提供环路114和环路118的顺时针旋转从而产生标称正电压、以及环路116的逆时针旋转从而产生标称负电压。类似地。换向传感器线圈共同合作传感器线圈参数，无锡东英电子有限公司。

    也就是磁力线的方向)是环绕着电流的一些闭合曲线，磁力线和由此产生的磁通量(可以被看做磁力的流动)，是一些位于垂直于电流的平面上的同心圆，是围绕产生它们的电流呈环形流动的。靠近电流的地方磁场较强，离电流远的地方，磁力和磁流就越弱。磁力线方向与电流方向的关系可以用右手螺旋法则来判定。将右手握住导线，拇指伸直，如果拇指电流方向，弯曲的手指磁场环绕方向。当线圈安装在地板上，而助听器佩戴者是坐着或站着时，在回路中，在头部高度的磁力线以水平为主。这样，在头部高度，磁场的垂直部分就有一个近乎持续的量几乎覆盖整个房间。刚进人回路处是个例外，那里，除了垂直部分很弱外，整个磁场都较强。以上特性很重要，因为助听器中的接受线圈的安装是垂直的，它*能拾取磁场的垂直部分。这里已经讨论了沿着回路一个方向的电流，然而声音是音频信号，相对应于原始声波中的正压和负压，方向每秒会倒转许多次。因此，循环的磁场每秒也会倒转许多次。事实上，根据电磁场理论，正是持续改变的磁流使拾音线圈感知，产生一个音频电流(地球的磁场不会影响线圈，正是因为地球磁场有持续的力量和方向)。。

    位置定位器系统410的准确度可以被定义为在金属目标408从初始位置扫描到结束位置期间的位置的测量与该扫描的预期理想曲线之间的差。该结果以相对于全标度的百分比表示，如图5所示。在图5中，pos0是来自位置定位系统410的测量值，并且输出拟合是理想曲线。pos0是从控制器402的寄存器测量的值，而fs是全标度的值。例如，对于16比特寄存器，fs为2e16-1＝65535。图6示出通过上式确定的用fnl％fs表示的误差。目标是以尽可能佳的准确性(例如，％fs或更小)产生位置感测。如果使用试错法设计pcb上的线圈设计，则可获得的佳准确性为％fs-3％fs。在pcb上形成的传感器中，有两个线圈和一个发射器线圈。测量位置的准确性与线圈设计极为相关。pcb上的试错线圈设计已经经验性地尝试解决这些问题。然而，这种简化但不准确的方法只能考虑有限的问题。所有这些过程都无法得到成功的设计，这是因为整个系统(线圈-目标-迹线)要比容易解决的更复杂，并且，如果所得到的线圈设计将满足期望的准确性规范，则佳解决方案必须考虑更大量的参数。图7a示出根据本发明的一些实施例的用于提供准确的位置定位系统的印刷电路板上的线圈设计的算法700。冰箱传感器线圈芯，无锡东英电子有限公司。

    2）线圈在安装前，要进行外观检查使用前，应检查线圈的结构是否牢固，线匝是否有松动和松脱现象，引线接点有无松动，磁芯旋转是否灵活，有无滑扣等。这些方面都检查合格后，再进行安装。（3）线圈在使用过程需要微调的，应考虑微调方法有些线圈在使用过程中，需要进行微调，依靠改变线圈圈数又很不方便，因此，选用时应考虑到微调的方法。例如单层线圈可采用移开靠端点的数困线圈的方法，即预先在线圈的一端绕上3圈～4圈，在微调时，移动其位置就可以改变电感量。实践证明，这种调节方法可以实现微调±2%－±3%的电感量。应用在短波和超短波回路中的线圈，常留出半圈作为微调，移开或折转这半圈使电感量发生变化，实现微调。多层分段线圈的微调，可以移动一个分段的相对距离来实现，可移动分段的圈数应为总圈数的20%－30%。实践证明：这种微调范围可达10%－15%。具有磁芯的线圈，可以通过调节磁芯在线圈管中的位置，实现线圈电感量的微调。（4）使用线圈应注意保持原线圈的电感量线圈在使用中，不要随便改变线圈的形状。大小和线圈间的距离，否则会影响线圈原来的电感量。尤其是频率越高，即圈数越少的线圈。所以，在电视机中采用的高频线圈。工程传感器线圈，无锡东英电子有限公司。性能优良传感器线圈芯

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    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。北京定制传感器线圈

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