區(qū)別在距離跡線小于約1mm的場中。圖10d示出導線1020的一維模型與基準矩形跡線1022在距跡線中心1mm的距離處的差異。單個矩形跡線1022的表示可以通過單導線配置和多導線配置兩者來實現(xiàn)，工程傳感器線圈芯?？梢钥闯?，工程傳感器線圈芯，該場與一維模型略有偏離。從圖10d可以看出，誤差不可忽略，但在兩種情況下，即使在1mm處，誤差也只有很小的分數(shù)1％。由于接收線圈的大多數(shù)點相對于發(fā)射線圈的距離遠大于1mm，因此1維導線模型在大多數(shù)應(yīng)用中可能就足夠了。也可以用三維塊狀元素來表示發(fā)射線圈，其中假定電流密度是均勻的。圖10e示出這種近似。如圖10e所示，這以適度的附加計算為代價將由發(fā)射線圈產(chǎn)生的磁場的建模誤差減小了一個數(shù)量級。因此，在步驟1006和步驟1010中，可以將跡線建模為一維跡線。因此，通過使用1維導線模型可以預(yù)先計算由發(fā)射線圈產(chǎn)生的源磁場。在一些實施例中，可以使用基于3d塊狀件元素的更高級的模型，如上所述，該模型可以產(chǎn)生大致相同的結(jié)果。這些模型可以使用有限元矩陣形式的計算，然而，此類模型可能需要許多元素，并且需要增加計算。如上文所討論的，工程傳感器線圈芯，類似于fem的模型可能使用太多的元素(1億多個網(wǎng)格元素)來達到所提出的一維模型的準確性。微型傳感器線圈，無錫東英電子有限公司。工程傳感器線圈芯

    “avolumeintegralformulationforsolvingeddycurrentproblemsonpolyhedralmesses(解決多面體對象的渦電流問題的體積積分公式)”，ieee磁學學報，第53卷，第6期，7204904，2017。如圖10f進一步所示，金屬目標1024的表面被表示為被網(wǎng)格元素1026覆蓋。網(wǎng)格元素1026是非重疊的多邊形，通常為三角形，其覆蓋金屬目標1024的整個表面并形成離散表面。如圖10a所示，一旦在704的步驟1008中執(zhí)行對金屬目標1024的仿真，則在步驟1010中對線圈804和線圈806的響應(yīng)進行仿真。如算法704中進一步示出的，仿真704在整個位置定位器系統(tǒng)800上掃描目標，并且“經(jīng)計算機(insilico)”針對目標1024的所有指定位置估計接收線圈804和接收線圈806上的電壓。如在圖7a所示的算法700的步驟712中進一步示出的，接收線圈804和接收線圈806的形狀，同時假設(shè)發(fā)射線圈以佳的可能的方式適應(yīng)于傳感器800的所有非理想性。鑒于無法完全消除非理想性，這了佳解決方案，并且如上所述，在仿真算法704中使用了若干個近似。圖11示出算法712的示例。在算法712中，接收線圈804和接收線圈806跡線和發(fā)射線圈802的中心線被表示為一維路徑。工程傳感器線圈芯高速傳感器線圈，無錫東英電子有限公司。

    本發(fā)明的實施例包括：仿真步驟704，其仿真位置定位系統(tǒng)線圈設(shè)計的響應(yīng)；以及，線圈設(shè)計調(diào)整算法712，其使用所仿真的響應(yīng)來調(diào)整線圈設(shè)計以獲得更好的準確性。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)生的磁場高度不均勻，并且由于這種不均勻性，目標和rx線圈之間的間隙允許許多磁通量無法正確地被目標屏蔽。另一個效果是，pcb底部上的rx線圈部分比pcb的頂部中的對應(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)生巨大的雜散場的強烈效應(yīng)。這后的效應(yīng)是線性和弧形設(shè)計中大多數(shù)誤差的原因。如上所述，線圈設(shè)計的優(yōu)化始于算法700的步驟704中的良好仿真。在迭代中，對算法700的步驟702中所輸入的初始線圈設(shè)計執(zhí)行仿真。根據(jù)一些實施例，仿真包括在意大利烏迪內(nèi)大學開發(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(任意拓撲的薄導體中的渦電流計算的邊界積分方法)”，ieee磁學學報(transactionsonmagnetics)，第41卷，第3期。

    算法700在步驟706中計算小位置誤差，并且在步驟706、步驟708和步驟712中小化rx線圈的非理想性。利用在此優(yōu)化之后獲得的坐標，可以使用商業(yè)eda工具印刷pcb，如步驟710所示。本發(fā)明的實施例可用于產(chǎn)生用于位置定位系統(tǒng)的線圈設(shè)計，所述位置定位系統(tǒng)用于需要位置傳感器技術(shù)、扭矩、扭矩角傳感器(tas)的所有應(yīng)用以及使用感應(yīng)原理和在pcb上的線圈的所有其他應(yīng)用。某些實施例的益處包括在兩個上具有零偏差，這意味著達到理論極限零。從優(yōu)化線圈之前出現(xiàn)的％fs-3％fs的起點獲得％fs的誤差(提高6倍)可以實現(xiàn)。此外，如果誤差減小得足夠好，則不需要線性化方法或校準方法。此外，可以減少用于產(chǎn)生可行的線圈設(shè)計的試錯的次數(shù)，提供縮短的產(chǎn)品推向市場的時間。圖8a和圖8b示出pcb(為了清楚起見未示出)上的線圈布局800的示例，其可以用作如圖7a所示的算法700的輸入。在一些情況下，算法700將修改根據(jù)算法720所產(chǎn)生的經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計，以優(yōu)化線圈布局800的準確性。圖8a示出線圈布局800，而圖8b示出線圈布局800的平面圖，其將跡線重疊在pcb的頂側(cè)和底側(cè)上。如圖8a和圖8b所示，線圈設(shè)計800包括發(fā)射線圈802，其可以包括多個環(huán)路，并且還可以包括穿過pcb的通孔。冰箱傳感器線圈芯，無錫東英電子有限公司。

    rx線圈104以以下方式被設(shè)計：隨著在整個線圈104上掃描金屬目標124，在一個rx線圈(rxsin112)的端子處產(chǎn)生正弦電壓，在另一個rx線圈(rxcos110)的端子處產(chǎn)生余弦電壓。目標相對于rx線圈104的位置調(diào)制在rx線圈104的端子處的電壓的幅度和相位。如圖1a所示和上面討論的，發(fā)射器線圈106、接收線圈104和發(fā)射/接收電路102可以被安裝在單個pcb上。此外，pcb可以被定位成使得金屬目標124被定位在接收線圈104上方并且與接收線圈104間隔開特定間隔，即氣隙(ag)。金屬目標124相對于其上安裝接收線圈104和發(fā)射器線圈106的pcb的位置可以通過處理由正弦定向線圈112和余弦定向線圈110生成的信號來確定。下面，描述在理論上理想的條件下對金屬目標124相對于接收線圈104的位置的確定。在圖1b中，金屬目標124位于位置。在該示例中，圖1b和圖2a、圖2b和圖2c描繪線性位置定位器系統(tǒng)的操作。線性定位器和圓形定位器二者的操作原理相同。在下面的討論中，通過提供因線圈110和線圈112和金屬目標124的前緣的位置所引起的關(guān)于正弦定向線圈112的正弦操作的角度關(guān)系，給出關(guān)于余弦定向線圈110和正弦定向線圈112的構(gòu)造的位置。傳感器線圈優(yōu)勢，無錫東英電子有限公司。遼寧新能源傳感器線圈

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    以確定對在被安裝在位置定位系統(tǒng)410中的接收線圈上方的金屬目標408的掃描。這樣，處理單元422可以將由控制器402確定的金屬目標408的測量位置與由定位器404提供的確定位置進行比較，以評估位置定位系統(tǒng)410的準確性。在一些實施例中，控制器402可以與處理單元422組合，其執(zhí)行以下所有任務(wù)：確定來自定位器404的金屬目標408的實際位置、以及來自位置定位系統(tǒng)410上的線圈的金屬目標408的測量位置；以及，確定來自位置定位系統(tǒng)410的測量位置的準確性。如在圖4a中進一步示出的，控制器402可以包括處理器412(其可以是處理器422中的處理器)，處理器412驅(qū)動發(fā)射線圈并從接收線圈接收信號以及處理來自接收線圈的數(shù)據(jù)以便確定金屬目標508相對于接收線圈的位置。處理器412可以通過接口424與諸如處理單元422之類的設(shè)備通信。此外，處理器412通過驅(qū)動器404驅(qū)動諸如發(fā)射線圈106之類的發(fā)射線圈。驅(qū)動器404可以包括諸如數(shù)模轉(zhuǎn)換器和放大器之類的電路，以向諸如發(fā)射線圈106之類的發(fā)射線圈提供電流。另外，處理器412可以從諸如線圈110和線圈112之類的接收線圈接收接收信號vsin和vcos。來自接收線圈的信號vsin和信號vcos被接收到緩沖器416和緩沖器418中。工程傳感器線圈芯

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