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,所绕的线圈的圈数我们一般把它称为线圈的“匝数“。传感器线圈的绕制工艺决定了其稳定性。批发汽车传感器线圈优势
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??梢砸杂胧迪窒钟猩杓品浅O嗤姆绞嚼词迪秩碌纳杓啤>咛宓?,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,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。批发汽车传感器线圈优势传感器线圈的灵敏度直接影响测量结果的准确性。
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。
部分314、部分316、部分318和部分320允许余弦定向线圈112覆盖在pcb上。然而,通孔306和pcb322的相对的两侧上的迹线302和迹线304的存在降低了由线圈104检测到的信号的有效幅度。有效地,通孔306在发射线圈106和信号线圈104之间形成间隙距离,这本身对位置定位系统的准确性有很大的影响。这还与以下相结合:由于在pcb322的顶侧和底侧上都形成了信号线圈104的迹线,而导致的金属目标124和pcb322上的信号线圈104之间的有效气隙的增加。图3b示出另一个关于对称性的问题,其中,发射线圈106与接收线圈104是不对称的。在图3b所示的情况下,接收线圈104不以发射线圈106为中心,并且形成与接收线圈104和发射线圈106的连接的迹线也不对称。图3c示出由发射线圈106生成的磁场强度的不均匀性。如图3c所示,发射线圈106的两条迹线位于图上的位置0和位置5处,而接收线圈104被定位在位置0和位置5之间。图3c示出这些迹线之间的磁场在两条迹线之间具有小值。图3c没有示出由于连接图3c中所示的两条迹线并且垂直于图3c中所示的迹线的两条迹线而引起的另外的变形(distortion)。图3d和图3e还示出可能由发射线圈106中的位移引起的不准确性。如图3d和图3e所示,发射线圈106包括位移330。传感器线圈的线圈绝缘层可以防止电流泄漏。
如前所述,气隙是金属目标408与放置位置定位系统410的发射线圈和接收线圈的pcb之间的距离。这样的系统可以用于位置定位器系统410的校准、线性化和分析。图4c示出在具有发射线圈106和接收线圈104的旋转位置定位器系统410上方的金属目标408的扫描。如图4c所示,金属目标408在线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c所示地扫描金属目标408时从线圈104测量的电压vsin和电压vcos与仿真的结果的比较的示例。在图4d的特定示例中,金属目标408在50个位置被扫描。十字表示样本电压,实线表示由电磁场求解程序cdice-bim所仿真的值。传感器线圈的线圈绕制紧密度影响其电磁特性。广东尼龙传感器线圈
传感器线圈的线圈在高温环境下可能会降低性能。批发汽车传感器线圈优势
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接收器线圈中生成的电压。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,可以使用数百甚至数千次仿真。因此,存在一些模型简化,这尽管基本上不影响仿真的准确性。批发汽车传感器线圈优势