单向传感器线圈介绍

    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。塑封传感器线圈，无锡东英电子有限公司。单向传感器线圈介绍

    将位置设置为扫描中的当前定义的位置。在步骤1006中，确定由发射线圈生成的电磁场。利用在步骤1002中提供的其他参数来接收发射线圈的驱动电压和操作频率。一旦确定了来自发射线圈的电磁场，在步骤1008中就可以确定由于这些场而在金属目标中生成的涡电流。根据涡电流，可以仿真由目标生成的磁场。在步骤1010中，确定由于由发射线圈生成的场和由金属目标中的感应涡电流生成的场的组合而在线圈中生成的电压。在步骤1011中，针对目标的现行位置再次执行电感l的计算，以评估l相对于步骤1003的结果的变化。在步骤1012中，存储响应数据以供将来参考。在步骤1014中，算法704进行检查以查看扫描是否已经完成。如果未完成，则算法704进行到步骤1018，在步骤1018处，金属目标的当前位置递增，然后进行到步骤1004，在步骤1004处开始对该位置的仿真。如果扫描完成，则算法704进行到步骤1016，在步骤1016处，仿真结束，并且算法返回到图7a所示的算法700的步骤706。仿真和根据仿真对线圈的重新配置(在图7a中，仿真步骤704、比较步骤706、决策步骤708和设计调整步骤712)应足够快，以在短时间段内测试大量的线圈设计配置。在通过算法700获得经优化的线圈设计之前。***传感器线圈优势**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。

    对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文公开的具体实施例意在是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以认识到尽管在此未具体描述但是在本公开的范围和精神之内的其他元素。说明创造性的方面和实施例的描述不应被理解为进行限制，而是由权利要求定义所保护的发明。在不脱离本说明和权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。在一些实例中，为了不使本发明变得模糊，没有详细地示出或描述已知的结构和技术。图1a示出定位系统100。如图1a所示，该定位系统包括发射/接收控制电路102，该发射/接收控制电路102被耦合，以驱动发射器线圈106和从接收线圈104接收信号。在大多数配置中，接收线圈104位于发射器线圈106之内，但是在图1a中，为了清楚起见，它们被分开示出。接收线圈104通常物理上位于发射线圈106的边界内。本发明的实施例可以包括发射器线圈106、两个线圈104、以及驱动发射器线圈106和测量源自线圈104中的信号的集成电路(ic)102，它们全部都形成在印刷电路板(pcb)上。图1b示出线性位置定位系统中的发射线圈106和接收线圈104的配置。如图1b所示。传感器线圈分类，无锡东英电子有限公司。

    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。工业传感器线圈，无锡东英电子有限公司。单向传感器线圈介绍

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    7203904，2015年，其提供非常快速的仿真(25个目标位置需要数十秒)。可以对此类算法进行调整，以仿真pcb上的迹线和感应传感器应用。具体地，仿真可以输入pcb迹线的几何形状、金属目标的几何形状、气隙、金属目标在由迹线形成的线圈上的平移/旋转、以及另外的固定导体，其例如可用于仿真pct或传感器附近的其他导体的接地层。仿真可以输出线圈上方的金属目标的一系列位置处来自线圈的仿真电压。在一些实施例中，在本申请中也可以使用有限元方法(fem)或类似方法。然而，在一些情况下，执行这些仿真可能需要大量的计算时间。可以预期，相对于上述bim方法，每个传感器目标位置的计算可能使用两个或更多个数量级的计算时间。此外，可能需要针对每个目标位置从头开始重建计算域的网格。而且，由于长而细的导体需要大量的网格元素来获得精确的解，因此这些技术的准确性可能受限。这些计算也可能受到存储器和计算时间资源的限制。图10a示出算法700的仿真步骤704的示例。实际上，如图7a的示例中所示的算法700基本上补偿了上述的非理想性，并因此产生与提供精确的位置定位系统的问题的物理学相容的佳的可能的解。为此，开发了位置定位系统的一种真实高效的数值模型。单向传感器线圈介绍