算法712計算不具有目標(biāo)時的偏差,并且在步驟1216中,如果不滿足小偏差標(biāo)準(zhǔn),則算法從步驟1208重新開始。當(dāng)達到小偏差時,算法進行到步驟1218,評估電壓,如圖10a所示,然后計算理想位置和仿真的位置之間的大誤差。如果在步驟1220中沒有達到低的可能誤差,則算法返回到步驟1206,提供另一種配置。一旦獲得了當(dāng)前輸入的低誤差,算法就在返回步驟1226處結(jié)束。在一些實施例中,在不存在如圖13所示的阱的情況下,實現(xiàn)沒有目標(biāo)時的偏差的補償。無論如何,由于正弦形1316rx線圈和余弦形1318rx線圈的平衡延伸部1306和平衡延伸部1307,始終保證了設(shè)計對稱性。提供以上詳細描述是為了說明本發(fā)明的具體實施例,而不是旨在進行限制。在本發(fā)明的范圍內(nèi)的許多變化和修改是可能的。本發(fā)明在所附權(quán)利要求中闡述。工業(yè)傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。批發(fā)傳感器線圈 氣動

元啟發(fā)式優(yōu)化求解器往往很慢。因此,在一些實施例中,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)計可能導(dǎo)致對初始設(shè)計的小的擾動,因此期望可以使用局部搜索方法來充分地查找導(dǎo)致佳設(shè)計的全局小值。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:理論與實踐),johnwiley&sons,2009年。圖12示出算法712的另一個實施例。在步驟1202中提供的輸入與針對圖11的步驟1102所討論的輸入相同。在步驟1204中,自動生成提供大的對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)范來計算跡線偏離1304。此外,通過交替的通孔定位1302可以減小空間。在圖12所示的算法712的實施例中,該算法調(diào)整正弦接收線圈,并且相對于經(jīng)修改的正弦接收線圈來定義余弦接收線圈。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到,代替修改正弦接收線圈。比例傳感器線圈分類傳感器線圈的各方面的特性;

如圖1b所示,正弦定向線圈112和余弦定向線圈110共同位于發(fā)射線圈106內(nèi)。使用如圖1a所示的磁場108,正弦定向線圈112的環(huán)路114、環(huán)路116和環(huán)路118被定位為使得每個環(huán)路中的電壓之和抵消,從而使總vsin為0。如圖2a所示,在沒有金屬目標(biāo)124的情況下,環(huán)路114中的電壓vc可以被表示為1/2,環(huán)路116中的電壓(因為該環(huán)路中的電流與環(huán)路114和環(huán)路118中的電流相反)可以被表示為vd=-1,而環(huán)路118中的電壓可以表示為ve=1/2。因此,線圈112中的電壓為vsin=vc+vd+ve=0。因此,如果不存在金屬目標(biāo)124,則來自正弦定向線圈112的輸出信號將為0。類似地,如果不存在金屬目標(biāo)124,則來自余弦定向環(huán)路110的輸出信號也為0,這是因為由環(huán)路120中的磁場108生成的電壓va=-1抵消了由環(huán)路122中的磁場108所生成的電壓vb=1,使得vcos=va+vb=0。如上文所討論的,此處提供的電壓描述是成比例的,并且被描述為完整環(huán)路(環(huán)路120、環(huán)路122和環(huán)路116)的比例可以具有大表示1,而環(huán)路114和環(huán)路118可以具有大表示1/2。符號環(huán)路的參考方向,其導(dǎo)致從該環(huán)路生成電壓。參考方向是任意的,并且無論選擇兩個可能的方向中的哪一個方向來表示正方向,都可以計算出一致的結(jié)果。然而。
對于16比特寄存器,fs為2e16-1=65535。圖6示出通過上式確定的用fnl%fs表示的誤差。目標(biāo)是以盡可能佳的準(zhǔn)確性(例如,%fs或更小)產(chǎn)生位置感測。如果使用試錯法設(shè)計pcb上的線圈設(shè)計,則可獲得的佳準(zhǔn)確性為%fs-3%fs。在pcb上形成的傳感器中,有兩個接收器線圈和一個發(fā)射器線圈。測量位置的準(zhǔn)確性與線圈設(shè)計極為相關(guān)。pcb上的試錯線圈設(shè)計已經(jīng)經(jīng)驗性地嘗試解決這些問題。然而,這種簡化但不準(zhǔn)確的方法只能考慮有限的問題。所有這些過程都無法得到成功的設(shè)計,這是因為整個系統(tǒng)(線圈-目標(biāo)-跡線)要比容易解決的更復(fù)雜,并且,如果所得到的線圈設(shè)計將滿足期望的準(zhǔn)確性規(guī)范,則佳解決方案必須考慮更大量的參數(shù)。圖7a示出根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用于提供準(zhǔn)確的位置定位系統(tǒng)的印刷電路板上的線圈設(shè)計的算法700??梢栽诰哂凶銐虻挠嬎隳芰韴?zhí)行適當(dāng)?shù)姆抡娴挠嬎阆到y(tǒng)上執(zhí)行算法700。這樣的系統(tǒng)通常包括被耦合到存儲器的處理器。存儲器可以包括用于存儲數(shù)據(jù)和編程的易失性存儲器或非易失性存儲器二者。在一些情況下,可以使用固定存儲,例如硬盤驅(qū)動器。該系統(tǒng)將包括用戶接口,例如鍵盤、觸摸屏、視頻顯示器、指示設(shè)備或其他常見組件。該系統(tǒng)將能夠執(zhí)行這里描述的算法。傳感器線圈通常用于檢測磁場的變化。

通過角位置來確定線性位置。在角位置定位系統(tǒng)中,正弦定向線圈112和余弦定向線圈110可以被布置為使得該角位置可以等于關(guān)于金屬目標(biāo)124的旋轉(zhuǎn)的金屬目標(biāo)124的實際角位置。重要的是要注意指示位置定位傳感器100的理想操作的以下條件。在那些條件中,發(fā)射器線圈106的形狀不重要,只要其覆蓋放置接收器線圈104的區(qū)域即可。此外,接收器線圈104的形狀等于完美的幾何重疊的正弦和余弦。另外,金屬目標(biāo)124的形狀對工作原理沒有影響,只要目標(biāo)的區(qū)域覆蓋接收器線圈104的總區(qū)域的一部分即可。理想的一組線圈和理想的金屬目標(biāo)的這些條件從未被滿足。在實際系統(tǒng)中,情況大不相同。非理想性導(dǎo)致金屬目標(biāo)124的位置的確定的不準(zhǔn)確性。導(dǎo)致位置確定的不正確性的問題包括發(fā)射線圈106中生成的電磁場的不均勻;發(fā)射/接收電路102和接收線圈104之間的金屬跡線的連接以及發(fā)射/接收電路102和發(fā)射線圈106之間的金屬跡線的連接,其也對所生成的電磁場有貢獻;金屬目標(biāo)124與安裝有接收線圈104和發(fā)射線圈106的pcb之間的氣隙(ag);正弦定向線圈112和余弦定向線圈110之間的幅度偏差;來自正弦定向線圈112和余弦定向線圈110的接收信號之間的失配;正弦定向線圈112和余弦定向線圈110中的不同的耦合效應(yīng)。比例傳感器線圈芯,無錫東英電子有限公司。比例傳感器線圈產(chǎn)品分類選擇知識
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部分314、部分316、部分318和部分320允許余弦定向線圈112覆蓋在pcb上。然而,通孔306和pcb322的相對的兩側(cè)上的跡線302和跡線304的存在降低了由線圈104檢測到的信號的有效幅度。有效地,通孔306在發(fā)射線圈106和信號線圈104之間形成間隙距離,這本身對位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性有很大的影響。這還與以下相結(jié)合:由于在pcb322的頂側(cè)和底側(cè)上都形成了信號線圈104的跡線,而導(dǎo)致的金屬目標(biāo)124和pcb322上的信號線圈104之間的有效氣隙的增加。圖3b示出另一個關(guān)于對稱性的問題,其中,發(fā)射線圈106與接收線圈104是不對稱的。在圖3b所示的情況下,接收線圈104不以發(fā)射線圈106為中心,并且形成與接收線圈104和發(fā)射線圈106的連接的跡線也不對稱。圖3c示出由發(fā)射線圈106生成的磁場強度的不均勻性。如圖3c所示,發(fā)射線圈106的兩條跡線位于圖上的位置0和位置5處,而接收線圈104被定位在位置0和位置5之間。圖3c示出這些跡線之間的磁場在兩條跡線之間具有小值。圖3c沒有示出由于連接圖3c中所示的兩條跡線并且垂直于圖3c中所示的跡線的兩條跡線而引起的另外的變形(distortion)。圖3d和圖3e還示出可能由發(fā)射線圈106中的位移引起的不準(zhǔn)確性。如圖3d和圖3e所示,發(fā)射線圈106包括位移330。批發(fā)傳感器線圈 氣動