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)計代碼以收斂于優(yōu)設(shè)計。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)計線圈印刷在pcb上。可以以與實現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)計非常相同的方式來實現(xiàn)全新的設(shè)計。具體地,可以將新設(shè)計輸入到算法700的步驟702,并且可以執(zhí)行算法700以優(yōu)化線圈設(shè)計。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)計輸入到算法720,并且可以實際產(chǎn)生該設(shè)計以進(jìn)行測試。如上所述,算法720然后可以驗證經(jīng)優(yōu)化的線圈設(shè)計的操作。算法700的步驟712中執(zhí)行的線圈設(shè)計工具可用于根據(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)計工具來設(shè)計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)計工具。具體地,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(biāo),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。新傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。安徽其它傳感器線圈
在圖1b所示的系統(tǒng)中,發(fā)射器線圈(tx)106被電路102(電路102可以是集成電路)激勵,以生成被示出為emf場108的可變電磁場(emf)。磁場108與接收器線圈(rx)104耦合。如圖1b所示,如果將導(dǎo)電金屬目標(biāo)124放置在接收器線圈104的上方,則會在金屬目標(biāo)124中生成渦電流。該渦電流生成新的電磁場,該電磁場理想情況下與場108相等并相反,從而抵消了在金屬目標(biāo)124正下方的接收器線圈104中的場。接收器線圈(rx)104捕獲由發(fā)射線圈106生成的可變emf場108和由金屬目標(biāo)124感應(yīng)的場,得到在接收器線圈104的端子處生成的正弦電壓。在沒有金屬目標(biāo)124的情況下,在rx線圈104(在圖1b中被標(biāo)記為rxcos110和rxsin112)的端子處將沒有電壓。當(dāng)金屬目標(biāo)124相對于rx線圈104被放置在特定位置時,在被金屬目標(biāo)124覆蓋的區(qū)域上的合成電磁場理想地為零,因此在rx線圈104的端子處的電壓將具有不同的特性,這取決于金屬目標(biāo)124相對于接收線圈104的位置。rx線圈104以以下方式被設(shè)計:隨著在整個接收器線圈104上掃描金屬目標(biāo)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(biāo)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。河南傳感器線圈工作原理傳感器線圈的電磁兼容性能是設(shè)計時需要考慮的因素。
仿真當(dāng)前線圈設(shè)計的接收線圈的響應(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。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,以提高終設(shè)計的線圈設(shè)計的準(zhǔn)確性。在一些實施例中,發(fā)射器線圈設(shè)計保持固定,作為步驟702中的輸入,并且調(diào)整線圈設(shè)計和布局以提高準(zhǔn)確性。在一些實施例中,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,該線圈設(shè)計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示出用于驗證線圈設(shè)計的算法720,該線圈設(shè)計可以是由圖7a中的算法700產(chǎn)生的線圈設(shè)計。如圖7b所示,在步驟722中輸入線圈設(shè)計。線圈設(shè)計可以是較舊的傳統(tǒng)設(shè)計,可以是新設(shè)計,或者可以是由如圖7a所示的算法700產(chǎn)生的。在步驟724,對線圈設(shè)計執(zhí)行仿真。在線圈設(shè)計輸入是由算法700產(chǎn)生的一些情況下。
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,以提高終設(shè)計的線圈設(shè)計的準(zhǔn)確性。在一些實施例中,發(fā)射器線圈設(shè)計保持固定,作為步驟702中的輸入,并且調(diào)整接收器線圈設(shè)計和布局以提高準(zhǔn)確性。在一些實施例中,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,該線圈設(shè)計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示出用于驗證線圈設(shè)計的算法720,該線圈設(shè)計可以是由圖7a中的算法700產(chǎn)生的線圈設(shè)計。如圖7b所示,在步驟722中輸入線圈設(shè)計。線圈設(shè)計可以是較舊的傳統(tǒng)設(shè)計,可以是新設(shè)計,或者可以是由如圖7a所示的算法700產(chǎn)生的。在步驟724,對線圈設(shè)計執(zhí)行仿真。在線圈設(shè)計輸入是由算法700產(chǎn)生的一些情況下,該仿真已在算法700的步驟704中執(zhí)行。否則,執(zhí)行類似的仿真。在步驟726中,在印刷電路板上物理地產(chǎn)生線圈設(shè)計。在步驟728中,例如利用如圖4a和圖4b所示的定位系統(tǒng)400來測量物理地產(chǎn)生的線圈設(shè)計響應(yīng)。在步驟730中,將來自物理地產(chǎn)生的線圈設(shè)計的測量結(jié)果與來自線圈設(shè)計的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。然后。單向傳感器線圈,無錫東英電子有限公司。
可以替代地修改余弦接收線圈,并且相對于余弦接收線圈定義正弦接收線圈。為了說明的目的,圖13示出對關(guān)于圖12所描述的正弦接收線圈的修改。接收線圈(rx)設(shè)計可以用雙環(huán)路迭代來定義。初,在步驟1206中,正弦形狀的rx線圈1316(結(jié)合參考系1314)沿x方向?qū)ΨQ地部分延伸(如跡線1310所示),以補償由于目標(biāo)非理想性引起的磁通泄漏。利用所施加的線圈延伸,在步驟1208中,使用作用在線圈1316所有點上的適當(dāng)?shù)奈灰坪瘮?shù),使正弦形線圈1316沿y方向變形,如跡線1312。給定這些設(shè)置,在步驟1210中,算法計算通孔的位置。根據(jù)在步驟1202中指定的信息并且為了消除先前提到的信號失配,而建立通孔位置1308。每當(dāng)一個接收器線圈中的通孔比另一個接收器線圈中的通孔多或通孔以不平衡方式定位(即,不對稱)時,就會出現(xiàn)電壓失配。所導(dǎo)致的電壓失配是當(dāng)目標(biāo)移動時正弦信號相對于余弦信號的較大峰峰值幅度(反之亦然)。為了實現(xiàn)減少電壓失配的目標(biāo),通孔的設(shè)計方式是使sin(1316)rx線圈和cos(1318)rx線圈在pcb底部中的部分的長度相同。此外,通孔相對于設(shè)計的對稱中心是對稱的。在步驟1212中,定義正弦接收線圈跡線和余弦接收線圈跡線。在一些實施例中,使用一維模型來定義跡線。在步驟1214中。傳感器線圈品牌,無錫東英電子有限公司。原裝傳感器線圈原理
傳感器線圈的線圈在設(shè)計時需要考慮其成本效益。安徽其它傳感器線圈
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。安徽其它傳感器線圈