相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求發(fā)明人為qama和specogna，直銷傳感器線圈 氣動(dòng)、標(biāo)題為“sensorcoiloptimization(傳感器線圈優(yōu)化)”的在2018年6月29日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)，這些申請(qǐng)中的每個(gè)申請(qǐng)通過(guò)引用整體并入本文。本發(fā)明的實(shí)施例涉及位置傳感器，更具體地涉及位置傳感器中的傳感器線圈的優(yōu)化。背景技術(shù)：位置傳感器在各種設(shè)置中被用于測(cè)量一個(gè)組件相對(duì)于另一個(gè)組件的位置。感應(yīng)式位置傳感器可被用于汽車，直銷傳感器線圈 氣動(dòng)、工業(yè)和消費(fèi)者應(yīng)用中，以用于旋轉(zhuǎn)和線性運(yùn)動(dòng)感測(cè)，直銷傳感器線圈 氣動(dòng)。在許多感應(yīng)定位感測(cè)系統(tǒng)中，發(fā)射線圈被用于在一組線圈上方滑動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的金屬目標(biāo)中感應(yīng)出渦電流。接收線圈接收由渦電流和發(fā)射線圈生成的磁場(chǎng)，并將信號(hào)提供給處理器。處理器使用來(lái)自線圈的信號(hào)來(lái)確定金屬目標(biāo)在這組線圈上方的位置。處理器、發(fā)射器線圈和線圈都可以被形成在印刷電路板(pcb)上。然而，這些系統(tǒng)由于許多原因而顯示出不準(zhǔn)確性。例如，由發(fā)射器生成的電磁場(chǎng)以及在金屬目標(biāo)中生成的合成場(chǎng)可能是不均勻的，導(dǎo)線跡線與發(fā)射線圈的連接以及接收線圈的布置可能導(dǎo)致進(jìn)一步的不均勻。被安裝在pcb上的線圈和金屬目標(biāo)之間的氣隙(ag)可能是不均勻的。此外，由線圈生成的信號(hào)的幅度可能具有偏差(offset)。多個(gè)線圈之間可能存在失配。尼龍傳感器線圈，無(wú)錫東英電子有限公司。直銷傳感器線圈 氣動(dòng)

    對(duì)于理解仿真是否正確執(zhí)行以及仿真是否反映設(shè)計(jì)中存在的所有非理想性是非常重要的。一旦驗(yàn)證了正確仿真pcb上發(fā)線圈的能力，便可以將現(xiàn)有設(shè)計(jì)輸入到算法700的步驟702，并以提高得到的位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性(例如，偏差和非線性)的方式進(jìn)行修改。該方法可以在圖7a的步驟704、步驟706、步驟708和步驟712所示的迭代算法中自動(dòng)完成，并且在步驟704中使用仿真代碼和在步驟712中使用線圈設(shè)計(jì)代碼以收斂于優(yōu)設(shè)計(jì)。然后可以在eda工具的幫助下，將在步驟710中輸出的經(jīng)改進(jìn)的設(shè)計(jì)線圈印刷在pcb上。可以以與實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計(jì)非常相同的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)全新的設(shè)計(jì)。具體地，可以將新設(shè)計(jì)輸入到算法700的步驟702，并且可以執(zhí)行算法700以優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)。然后可以將在算法700的步驟710中輸出的經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計(jì)輸入到算法720，并且可以實(shí)際產(chǎn)生該設(shè)計(jì)以進(jìn)行測(cè)試。如上所述，算法720然后可以驗(yàn)證經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計(jì)的操作。算法700的步驟712中執(zhí)行的線圈設(shè)計(jì)工具可用于根據(jù)在步驟704中由仿真工具執(zhí)行的仿真，使用步驟712的線圈設(shè)計(jì)工具來(lái)設(shè)計(jì)pcb上的正弦和余弦的幾何形狀。如算法700所示的用于優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)的迭代算法包括步驟704中的仿真工具和步驟712中的線圈設(shè)計(jì)工具。具體地。冰箱傳感器線圈對(duì)比價(jià)傳感器線圈芯，無(wú)錫東英電子有限公司。

    可以使用元啟發(fā)式全局搜索技術(shù)，例如遺傳算法或粒子群算法。在一些實(shí)施例中，可以在步驟1104和步驟1106中使用確定性算法，例如內(nèi)部點(diǎn)方法，或信任區(qū)域算法。具體地，由于用于接收線圈804和接收線圈806的初始設(shè)計(jì)可以是標(biāo)準(zhǔn)的正弦和余弦輪廓，并且所得到的優(yōu)化設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致對(duì)初始設(shè)計(jì)的小的擾動(dòng)，因此期望可以使用局部搜索方法來(lái)充分地查找導(dǎo)致佳設(shè)計(jì)的全局小值。優(yōu)化理論的基礎(chǔ)可以在例如以下中找到：，engineeringoptimization：theoryandpractice(工程優(yōu)化：理論與實(shí)踐)，johnwiley&sons，2009年。圖12示出算法712的另一個(gè)實(shí)施例。在步驟1202中提供的輸入與針對(duì)圖11的步驟1102所討論的輸入相同。在步驟1204中，自動(dòng)生成提供大的對(duì)稱性并減小所需的空間的發(fā)射線圈(tx)。在圖13中示出可以得到的示例發(fā)射線圈，其中根據(jù)在跡線到跡線的距離和通孔尺寸(焊盤半徑)方面的pcb規(guī)范來(lái)計(jì)算跡線偏離1304。此外，通過(guò)交替的通孔定位1302可以減小空間。在圖12所示的算法712的實(shí)施例中，該算法調(diào)整正弦接收線圈，并且相對(duì)于經(jīng)修改的正弦接收線圈來(lái)定義余弦接收線圈。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，代替修改正弦接收線圈，可以替代地修改余弦接收線圈。

    本發(fā)明的實(shí)施例包括：仿真步驟704，其仿真位置定位系統(tǒng)線圈設(shè)計(jì)的響應(yīng)；以及，線圈設(shè)計(jì)調(diào)整算法712，其使用所仿真的響應(yīng)來(lái)調(diào)整線圈設(shè)計(jì)以獲得更好的準(zhǔn)確性。如上所述，位置傳感器遭受許多非理想性。首先，tx線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)高度不均勻，并且由于這種不均勻性，目標(biāo)和rx線圈之間的間隙允許許多磁通量無(wú)法正確地被目標(biāo)屏蔽。另一個(gè)效果是，pcb底部上的rx線圈部分比pcb的頂部中的對(duì)應(yīng)部分捕獲更少的感應(yīng)磁通量。后，允許與控制器芯片連接的rx線圈的出口也產(chǎn)生可感測(cè)的偏移誤差。在線性和弧形傳感器中，還存在在傳感器的端部產(chǎn)生巨大的雜散場(chǎng)的強(qiáng)烈效應(yīng)。這后的效應(yīng)是線性和弧形設(shè)計(jì)中大多數(shù)誤差的原因。如上所述，線圈設(shè)計(jì)的優(yōu)化始于算法700的步驟704中的良好仿真。在迭代中，對(duì)算法700的步驟702中所輸入的初始線圈設(shè)計(jì)執(zhí)行仿真。根據(jù)一些實(shí)施例，仿真包括在意大利烏迪內(nèi)大學(xué)開(kāi)發(fā)的渦電流求解算法。具體地，仿真算法的示例使用在以下發(fā)表文章中介紹的邊界積分方法(bim)：，“aboundaryintegralmethodforcomputingeddycurrents1nthinconductorsforarbitrarytopology(任意拓?fù)涞谋?dǎo)體中的渦電流計(jì)算的邊界積分方法)”，ieee磁學(xué)學(xué)報(bào)(transactionsonmagnetics)，第41卷，第3期。工業(yè)傳感器線圈，無(wú)錫東英電子有限公司。

    允許偏差為±[%]~±[%]；而用于耦合、高頻阻流等線圈的精度要求不高；允許偏差為±10[%]~15[%]。分類在電路中常用的電感線圈的分類大致有這么幾種：按電感形式分類：固定電感、可變電感。按導(dǎo)磁體性質(zhì)分類：空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。按工作性質(zhì)分類：天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。按繞線結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)螌泳€圈、多層線圈、蜂房式線圈、密繞式線圈、間繞式線圈、脫胎式線圈、蜂房式線圈、亂繞式線圈。常用線圈1、單層線圈單層線圈是用絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機(jī)中波天線線圈。2、蜂房式線圈如果所繞制的線圈，其平面不與旋轉(zhuǎn)面平行，而是相交成一定的角度，這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉(zhuǎn)一周，導(dǎo)線來(lái)回彎折的次數(shù)，常稱為折點(diǎn)數(shù)。蜂房式繞法的優(yōu)點(diǎn)是體積小，分布電容小，而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機(jī)來(lái)繞制，折點(diǎn)越多，分布電容越小3、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈線圈的電感量大小與有無(wú)磁芯有關(guān)。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯，可增加電感量和提高線圈的品質(zhì)因素。4、銅芯線圈銅芯線圈在超短波范圍應(yīng)用較多，利用旋動(dòng)銅芯在線圈中的位置來(lái)改變電感量，這種調(diào)整比較方便、耐用。傳感器線圈資料，無(wú)錫東英電子有限公司。新能源傳感器線圈廠家

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    導(dǎo)電金屬目標(biāo)124可被定位在發(fā)射器線圈和兩個(gè)線圈上方。如圖1a所示，發(fā)射線圈106被驅(qū)動(dòng)以形成磁場(chǎng)108。發(fā)射線圈106可以以一定頻率范圍或特定頻率被驅(qū)動(dòng)。在圖1a中，磁場(chǎng)108(其中用箭頭示出正電流)在每個(gè)導(dǎo)線周圍是圓形的，并且在線圈106內(nèi)沿著指出頁(yè)面的方向且在線圈108的外部沿著進(jìn)入頁(yè)面的方向，其中電流方向如圖1a所示。如圖1b所示，接收線圈104位于線圈106內(nèi)部。發(fā)射線圈106可以以可以產(chǎn)生用于在線圈104中感應(yīng)電壓的電磁場(chǎng)108的任何頻率被驅(qū)動(dòng)。通常，可以存在任意數(shù)量的接收二器線圈，然而，為了便于時(shí)論，下文時(shí)論具有兩個(gè)線圈的系統(tǒng)。圖1b示出發(fā)射線圈(tx)106內(nèi)的傳感器接收線圈(rx)104的布置。如圖1b所示，傳感器接收線圈104包括正弦波定向線圈rxsin112和余弦定向信號(hào)線圈rxcos110。正弦波定向線圈rxsin112包括正弦環(huán)路114、正弦環(huán)路116和正弦環(huán)路118，其中，線圈112沿同相或反相方向(此處描繪為順時(shí)針或逆時(shí)針圖示)纏繞，以由于電磁場(chǎng)108的存在而在環(huán)路中產(chǎn)生相反符號(hào)的電壓。如圖所示，正弦波定向線圈112的布線提供環(huán)路114和環(huán)路118的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生標(biāo)稱正電壓、以及環(huán)路116的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生標(biāo)稱負(fù)電壓。類似地。直銷傳感器線圈 氣動(dòng)

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