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。樣條函數(shù)或任何其他插值函數(shù)可用于鏈接一維路徑以形成發(fā)射線圈802和接收線圈804及接收線圈806的形狀。通過應(yīng)用合適的函數(shù)可以更高效地實(shí)現(xiàn)接收線圈的變形。例如，在旋轉(zhuǎn)傳感器中，該函數(shù)將是半徑的函數(shù)。在步驟1102中，在算法712中輸入和接收當(dāng)前線圈設(shè)計(jì)布局、仿真結(jié)果以及在一些情況下在步驟706中提供的比較。然后可以使用非線性編程求解器來找到使給定目標(biāo)函數(shù)小化的發(fā)射線圈802和接收線圈804及接收線圈806的形狀。目標(biāo)函數(shù)由三部分形成，如圖11所示。在步驟1103中，建立如圖14所示的外部阱1402和外部阱1404的寬度，以小化沒有目標(biāo)時(shí)的偏差。在步驟1104中，將檢測(cè)到的位置(即，電角度)與理想位置之間的均方根誤差(rms)小化。這不會(huì)對(duì)電壓vcos和vsin相對(duì)于位置的形狀產(chǎn)生任何影響。在步驟1106中，算法712評(píng)估作為位置的函數(shù)的vcos和vsin的仿真值和具有相等幅度的兩個(gè)正弦曲線之間的差的rms，以便約束輸出電壓的形狀。在一些實(shí)施例中，經(jīng)重新設(shè)計(jì)的接收線圈804和接收線圈806的形狀可以在步驟1104和步驟1106兩者中收斂。在一些實(shí)施例中，步驟1104和步驟1106可以使用元啟發(fā)式優(yōu)化求解器。然而。傳感器線圈品牌，無錫東英電子有限公司。常開傳感器線圈種類

    則可以使用類似于以下中提供的計(jì)算上代價(jià)更高的體積積分公式或有限元建模來對(duì)目標(biāo)進(jìn)行建模：bettini，m.、passarotto，艮、specogna，“avolumeintegralformulationforsolvingeddycurrentproblemsonpolyhedralmesses(解決多面體對(duì)象的渦電流問題的體積積分公式)”，ieee磁學(xué)學(xué)報(bào)，第53卷，第6期，7204904，2017。如圖10f進(jìn)一步所示，金屬目標(biāo)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(biāo)1024的整個(gè)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(duì)金屬目標(biāo)1024的仿真，則在步驟1010中對(duì)接收器線圈804和接收器線圈806的響應(yīng)進(jìn)行仿真。如算法704中進(jìn)一步示出的，仿真704在整個(gè)位置定位器系統(tǒng)800上掃描目標(biāo)，并且“經(jīng)計(jì)算機(jī)(insilico)”針對(duì)目標(biāo)1024的所有指定位置估計(jì)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(jìn)一步示出的，接收線圈804和接收線圈806的形狀，同時(shí)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(gè)近似。圖11示出算法712的示例。在算法712中。河南換向傳感器線圈傳感器線圈通常用于檢測(cè)磁場(chǎng)的變化。

仿真當(dāng)前線圈設(shè)計(jì)的接收線圈的響應(yīng)。根據(jù)接收線圈響應(yīng)，將根據(jù)接收線圈響應(yīng)計(jì)算出的金屬目標(biāo)的位置與仿真過程中設(shè)定的金屬目標(biāo)的位置進(jìn)行比較。在步驟706中，將仿真的位置與金屬目標(biāo)的設(shè)定位置進(jìn)行比較。在步驟708中，如果滿足規(guī)范，則算法700進(jìn)行到步驟710，在步驟710處輸出終的優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)。在步驟708中，如果不滿足規(guī)范，則算法700進(jìn)行到步驟712。在步驟712中，根據(jù)來自步驟704的仿真結(jié)果和步驟706中的比較來調(diào)整pcb上的線圈的設(shè)計(jì)，以提高終設(shè)計(jì)的線圈設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在一些實(shí)施例中，發(fā)射器線圈設(shè)計(jì)保持固定，作為步驟702中的輸入，并且調(diào)整線圈設(shè)計(jì)和布局以提高準(zhǔn)確性。在一些實(shí)施例中，還可以調(diào)整發(fā)射器線圈以提高準(zhǔn)確性。圖7a中所示的算法700得到線圈設(shè)計(jì)，該線圈設(shè)計(jì)用于印刷在具有在步驟702中出現(xiàn)的規(guī)范輸入期間所指定的仿真準(zhǔn)確性的印刷電路板上。圖7b示出用于驗(yàn)證線圈設(shè)計(jì)的算法720，該線圈設(shè)計(jì)可以是由圖7a中的算法700產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)。如圖7b所示，在步驟722中輸入線圈設(shè)計(jì)。線圈設(shè)計(jì)可以是較舊的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以是新設(shè)計(jì)，或者可以是由如圖7a所示的算法700產(chǎn)生的。在步驟724，對(duì)線圈設(shè)計(jì)執(zhí)行仿真。在線圈設(shè)計(jì)輸入是由算法700產(chǎn)生的一些情況下。

    它們?cè)试S將發(fā)射線圈802的跡線連接在pcb的側(cè)面之間。如圖8a和圖8b進(jìn)一步所示，接收線圈包括余弦定向線圈804和正弦定向線圈806。余弦定向線圈804包括通孔818，其允許余弦定向線圈804的導(dǎo)線跡線從pcb的一側(cè)過渡到另一側(cè)。類似地，正弦定向線圈806包括通孔820，其允許在pcb的側(cè)面之間過渡正弦定向線圈806的布線。線圈布局800中包括的另一個(gè)特征是阱808、810和812的增加，這些阱進(jìn)一步補(bǔ)償由發(fā)射線圈802生成的場(chǎng)的不均勻性以及由該不均勻性生成的所得偏移誤差。如線圈設(shè)計(jì)800中所示，提供阱808和阱810來調(diào)整正弦定向線圈804，并設(shè)置阱812來調(diào)整余弦定向線圈806。此外，可以提供通孔822和通孔824，使得阱808和阱812的跡線可以分別在pcb的任一側(cè)上。阱808、阱810和阱812可以例如補(bǔ)償由于發(fā)射線圈802生成的場(chǎng)中的不均勻性而引起的接收線圈804和接收線圈806中的偏差。圖9a、圖9b和圖9c示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的另一種線圈設(shè)計(jì)。與線圈設(shè)計(jì)800所示的線性位置系統(tǒng)不同，圖9a、圖9b和圖9c所示的線圈設(shè)計(jì)900示出旋轉(zhuǎn)位置系統(tǒng)。如線圈設(shè)計(jì)900中所示，發(fā)射線圈902、余弦定向接收線圈904和正弦定向接收器線圈906以圓形方式定向。此外，發(fā)射線圈902包括具有引線920的變形部分916。傳感器線圈的線圈在高溫環(huán)境下可能會(huì)降低性能。

如圖2b所示，在正弦定向線圈112中，金屬目標(biāo)124完全覆蓋環(huán)路116，并且使環(huán)路114和環(huán)路118未被覆蓋。結(jié)果，vc＝1/2、vd＝0、以及ve＝1/2，因此vsin＝vc+vd+ve＝1。類似地，在余弦定向線圈110中，環(huán)路120的一半被覆蓋，導(dǎo)致va＝-1/2，并且環(huán)路122的一半被覆蓋，導(dǎo)致vb＝1/2。因此，由va+vb給出的vcos為0。類似地，圖2c示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于180°位置。因此，正弦定向線圈112中的環(huán)路116和環(huán)路118的一半被金屬目標(biāo)124覆蓋，而余弦定向環(huán)路110中的環(huán)路122被金屬目標(biāo)124覆蓋。因此va＝-1、vb＝0、vc＝1/2、vd＝-1/2、以及ve＝0。結(jié)果，vsin＝0且vcos＝-1。圖2d示出vcos和vsin相對(duì)于具有圖2a、圖2b和圖2c中提供的線圈拓?fù)涞慕饘倌繕?biāo)124的角位置的曲線圖。如圖2d所示，可以通過處理vcos和vsin的值來確定角位置。如圖所示，通過從定義的初始位置到定義的結(jié)束位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描，將在的輸出中生成圖2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)電壓。金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的角位置可以根據(jù)來自正弦定向線圈112的vsin和余弦定向線圈110的vcos的值來確定，如圖2e所示。傳感器線圈的線圈連接方式需確保信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸。工業(yè)傳感器線圈型號(hào)

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    例如塊體積元素(brickvolumetricelement)、部分元素等效電路(peec)或基于體積積分公式的方法，其可以提供對(duì)由實(shí)際三維電流承載結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行估計(jì)的進(jìn)一步的提高。金屬目標(biāo)通常可以由導(dǎo)電表面表示。如圖10a所示，算法704在步驟1002處開始。在步驟1002中，獲得描述tx線圈和rx線圈、目標(biāo)的幾何形狀、氣隙規(guī)范和掃描規(guī)范的pcb跡線設(shè)計(jì)。這些輸入?yún)?shù)例如可以由算法700提供，要么在算法700的輸入步驟702期間通過初始輸入，要么從來自算法700的線圈調(diào)整步驟712的經(jīng)調(diào)整的線圈設(shè)計(jì)來提供，如圖7a所示。算法704然后進(jìn)行到步驟1003。在步驟1003中，算法704以在步驟1002中設(shè)置的頻率參數(shù)計(jì)算發(fā)射線圈(tx)的跡線的電阻r和電感l(wèi)。在不存在目標(biāo)的情況下執(zhí)行計(jì)算，以給出品質(zhì)因數(shù)的估計(jì)q＝2πfl/r。在步驟1004中，設(shè)置參數(shù)以仿真特定線圈設(shè)計(jì)的性能和在步驟1002中接收的線圈設(shè)計(jì)的氣隙，其中金屬目標(biāo)如在掃描參數(shù)中定義的被設(shè)置在現(xiàn)行位置。如果這是次迭代，則將現(xiàn)行位置設(shè)置為在步驟1002中接收到的數(shù)據(jù)中所定義的掃描的起點(diǎn)。否則，將位置設(shè)置為掃描中的當(dāng)前定義的位置。在步驟1006中，確定由發(fā)射線圈生成的電磁場(chǎng)。常開傳感器線圈種類