样条函数或任何其他插值函数可用于链接一维路径以形成发射线圈802和接收线圈804及接收线圈806的形状。通过应用合适的函数可以更高效地实现接收线圈的变形。例如,在旋转传感器中,该函数将是半径的函数。在步骤1102中,在算法712中输入和接收当前线圈设计布局、仿真结果以及在一些情况下在步骤706中提供的比较。然后可以使用非线性编程求解器来找到使给定目标函数小化的发射线圈802和接收线圈804及接收线圈806的形状。目标函数由三部分形成,如图11所示。在步骤1103中,建立如图14所示的外部阱1402和外部阱1404的宽度,以小化没有目标时的偏差。在步骤1104中,将检测到的位置(即,电角度)与理...
根据这些场,仿真当前线圈设计的接收线圈的响应。根据接收线圈响应,将根据接收线圈响应计算出的金属目标的位置与仿真过程中设定的金属目标的位置进行比较。在步骤706中,将仿真的位置与金属目标的设定位置进行比较。在步骤708中,如果满足规范,则算法700进行到步骤710,在步骤710处输出终的优化线圈设计。在步骤708中,如果不满足规范,则算法700进行到步骤712。在步骤712中,根据来自步骤704的仿真结果和步骤706中的比较来调整pcb上的线圈的设计,以提高终设计的线圈设计的准确性。在一些实施例中,发射器线圈设计保持固定,作为步骤702中的输入,并且调整线圈设计和布局以提高准确性。在一些实施例中...
以确定对在被安装在位置定位系统410中的接收线圈上方的金属目标408的扫描。这样,处理单元422可以将由控制器402确定的金属目标408的测量位置与由定位器404提供的确定位置进行比较,以评估位置定位系统410的准确性。在一些实施例中,控制器402可以与处理单元422组合,其执行以下所有任务:确定来自定位器404的金属目标408的实际位置、以及来自位置定位系统410上的线圈的金属目标408的测量位置;以及,确定来自位置定位系统410的测量位置的准确性。如在图4a中进一步示出的,控制器402可以包括处理器412(其可以是处理器422中的处理器),处理器412驱动发射线圈并从接收线圈接收信号以及处...
如图4a进一步示出的,金属目标408沿z方向定位,以在金属目标408与位置定位系统410之间提供气隙(ag)。在一些实施例中,定位器404能够如在坐标系420中所示的在x-y平面中线性地移动金属目标408。在一些实施例中,定位器404根据需要在位置定位器系统410上方围绕旋转中心旋转金属目标408,例如,用于测试旋转定位器而不是线性定位器。控制器402被耦合以提供控制信号并从定位器404接收接收线圈信号。控制器402还被耦合以将发射功率提供给在定位系统410上的发射线圈,并接收和处理来自定位系统410中的接收线圈的信号。如上所述,位置定位系统410可以包括如上所述的发射线圈106、余弦定向线圈...
区别在距离迹线小于约1mm的场中。图10d示出导线1020的一维模型与基准矩形迹线1022在距迹线中心1mm的距离处的差异。单个矩形迹线1022的表示可以通过单导线配置和多导线配置两者来实现。可以看出,该场与一维模型略有偏离。从图10d可以看出,误差不可忽略,但在两种情况下,即使在1mm处,误差也只有很小的分数1%。由于接收线圈的大多数点相对于发射线圈的距离远大于1mm,因此1维导线模型在大多数应用中可能就足够了。也可以用三维块状元素来表示发射线圈,其中假定电流密度是均匀的。图10e示出这种近似。如图10e所示,这以适度的附加计算为代价将由发射线圈产生的磁场的建模误差减小了一个数量级。因此,在...
位置定位器系统410的准确度可以被定义为在金属目标408从初始位置扫描到结束位置期间的位置的测量与该扫描的预期理想曲线之间的差。该结果以相对于全标度的百分比表示,如图5所示。在图5中,pos0是来自位置定位系统410的测量值,并且输出拟合是理想曲线。pos0是从控制器402的寄存器测量的值,而fs是全标度的值。例如,对于16比特寄存器,fs为2e16-1=65535。图6示出通过上式确定的用fnl%fs表示的误差。目标是以尽可能佳的准确性(例如,%fs或更小)产生位置感测。如果使用试错法设计pcb上的线圈设计,则可获得的佳准确性为%fs-3%fs。在pcb上形成的传感器中,有两个线圈和一个发射...
本发明的实施例包括:仿真步骤704,其仿真位置定位系统线圈设计的响应;以及,线圈设计调整算法712,其使用所仿真的响应来调整线圈设计以获得更好的准确性。如上所述,位置传感器遭受许多非理想性。首先,tx线圈所产生的磁场高度不均匀,并且由于这种不均匀性,目标和rx线圈之间的间隙允许许多磁通量无法正确地被目标屏蔽。另一个效果是,pcb底部上的rx线圈部分比pcb的顶部中的对应部分捕获更少的感应磁通量。后,允许与控制器芯片连接的rx线圈的出口也产生可感测的偏移误差。在线性和弧形传感器中,还存在在传感器的端部产生巨大的杂散场的强烈效应。这后的效应是线性和弧形设计中大多数误差的原因。如上所述,线圈设计的优...
余弦定向线圈110可以包括具有顺时针定向的环路120和具有逆时针定向的第二环路122。图1b示出由箭头指示的可能的电动势参考方向,该方向与由如图1a所示的发射器线圈106产生的磁场一致。如本领域技术人员将认识到的,可以以其他方式解释所述定向。在图1b所示的系统中,发射器线圈(tx)106被电路102(电路102可以是集成电路)激励,以生成被示出为emf场108的可变电磁场(emf)。磁场108与线圈(rx)104耦合。如图1b所示,如果将导电金属目标124放置在线圈104的上方,则会在金属目标124中生成涡电流。该涡电流生成新的电磁场,该电磁场理想情况下与场108相等并相反,从而抵消了在金属目...
这些步进电机提供目标的4轴运动,即x、v、z以及绕z轴的旋转。这样,如图4b所示的系统400能够沿包括z方向在内的所有可能方向扫描位置定位器系统410中的接收二器线圈上方的金属目标408,以产生不同的气隙。如前所述,气隙是金属目标408与放置位置定位系统410的发射线圈和接收线圈的pcb之间的距离。这样的系统可以用于位置定位器系统410的校准、线性化和分析。图4c示出在具有发射线圈106和接收线圈104的旋转位置定位器系统410上方的金属目标408的扫描。如图4c所示,金属目标408在接收器线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c所示地扫描金属目标408时从接收器线圈104测量的电...
如前所述,气隙是金属目标408与放置位置定位系统410的发射线圈和接收线圈的pcb之间的距离。这样的系统可以用于位置定位器系统410的校准、线性化和分析。图4c示出在具有发射线圈106和接收线圈104的旋转位置定位器系统410上方的金属目标408的扫描。如图4c所示,金属目标408在线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c所示地扫描金属目标408时从线圈104测量的电压vsin和电压vcos与仿真的结果的比较的示例。在图4d的特定示例中,金属目标408在50个位置被扫描。十字表示样本电压,实线表示由电磁场求解程序cdice-bim所仿真的值。传感器线圈的线圈绕制方向对其性能有细微差...
如前所述,气隙是金属目标408与放置位置定位系统410的发射线圈和接收线圈的pcb之间的距离。这样的系统可以用于位置定位器系统410的校准、线性化和分析。图4c示出在具有发射线圈106和接收线圈104的旋转位置定位器系统410上方的金属目标408的扫描。如图4c所示,金属目标408在线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c所示地扫描金属目标408时从线圈104测量的电压vsin和电压vcos与仿真的结果的比较的示例。在图4d的特定示例中,金属目标408在50个位置被扫描。十字表示样本电压,实线表示由电磁场求解程序cdice-bim所仿真的值。专业生产传感器线圈的厂家;国产传感器线圈...
对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文公开的具体实施例意在是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以认识到尽管在此未具体描述但是在本公开的范围和精神之内的其他元素。说明创造性的方面和实施例的描述不应被理解为进行限制,而是由权利要求定义所保护的发明。在不脱离本说明和权利要求的精神和范围的情况下,可以进行各种改变。在一些实例中,为了不使本发明变得模糊,没有详细地示出或描述已知的结构和技术。图1a示出定位系统100。如图1a所示,该定位系统包括发射/接收控制电路102,该发射/接收控制电路102被耦合,以驱动发射器线圈106和从接收线圈1...
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能,传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。关于传感器线圈的特点有哪些?山西传感器线圈对比价电涡流式传感器,将位移、厚度、材料损伤等非电量转换为电阻抗的变化(或电感、Q值的变化),从而进行非电量的测量。...
电感线圈是利用电磁感应的原理进行工作的器件。当有电流流过一根导线时,就会在这根导线的周围产生一定的电磁场,而这个电磁场的导线本身又会对处在这个电磁场范围内的导线发生感应作用。对产生电磁场的导线本身发生的作用,叫做“自感“,即导线自己产生的变化电流产生变化磁场,这个磁场又进一步影响了导线中的电流;对处在这个电磁场范围的其他导线产生的作用,叫做“互感“。电感线圈的电特性和电容器相反,“通低频,阻高频“。高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过;而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。电阻,电容和电感,他们对于电路中电信号的流动...
可以使用数百甚至数千次仿真。因此,存在一些模型简化,这尽管基本上不影响仿真的准确性,但可以提高速度。例如,如果每次仿真需要10秒钟来完成,则使用100次迭代的优化可能需要16分钟。然而,如果每次仿真需要10分钟完成,则同一优化可能需要16个小时来完成。在一些实施例中使用的有效简化是用一维导线模型来表示用于形成发射线圈和线圈的导电迹线。在与一维导线模型偏离严重的情况下,考虑一个具有35μm的高度和。该矩形迹线可以由例如铜的任何非磁性导电材料形成。其他金属也可以用来形成迹线,但铜更为典型。对于厚度为趋肤深度的大约两倍的迹线部分,矩形迹线中流动的电流的电流密度可以是非常均匀的。对于铜,在5mhz的频...
例如块体积元素(brickvolumetricelement)、部分元素等效电路(peec)或基于体积积分公式的方法,其可以提供对由实际三维电流承载结构所产生的磁场进行估计的进一步的提高。金属目标通常可以由导电表面表示。如图10a所示,算法704在步骤1002处开始。在步骤1002中,获得描述tx线圈和rx线圈、目标的几何形状、气隙规范和扫描规范的pcb迹线设计。这些输入参数例如可以由算法700提供,要么在算法700的输入步骤702期间通过初始输入,要么从来自算法700的线圈调整步骤712的经调整的线圈设计来提供,如图7a所示。算法704然后进行到步骤1003。在步骤1003中,算法704以在...
在余弦定向线圈110中,环路120的一半被覆盖,导致va=-1/2,并且环路122的一半被覆盖,导致vb=1/2。因此,由va+vb给出的vcos为0。类似地,图2c示出金属目标124相对于正弦定向线圈112和余弦定向线圈110处于180°位置。因此,正弦定向线圈112中的环路116和环路118的一半被金属目标124覆盖,而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。结果,vsin=0且vcos=-1。图2d示出vcos和vsin相对于具有图2a、图2b和图2c中提供的线圈拓扑的金属目标124的角位置的曲线图。如图...
可以使用元启发式全局搜索技术,例如遗传算法或粒子群算法。在一些实施例中,可以在步骤1104和步骤1106中使用确定性算法,例如内部点方法,或信任区域算法。具体地,由于用于接收线圈804和接收线圈806的初始设计可以是标准的正弦和余弦轮廓,并且所得到的优化设计可能导致对初始设计的小的扰动,因此期望可以使用局部搜索方法来充分地查找导致佳设计的全局小值。优化理论的基础可以在例如以下中找到:,engineeringoptimization:theoryandpractice(工程优化:理论与实践),johnwiley&sons,2009年。图12示出算法712的另一个实施例。在步骤1202中提供的输入...
电感线圈的敏感性要通过使用单独的前置放大线圈获得。当然,对于弱的磁场,使用者也可以通过增加音量来弥补。但是这样不太方便,尤其是需要经常切换麦克风挡和电感挡时。此外,这需要助听器有足够的音量保留,同时在获得足够的增益时不会引起啸叫。在电感位置,如果增益太大,也会引起啸叫。就像声波从授话器漏回麦克风会引起反馈一样,磁场引起的啸叫也是从授话器漏回到电感线圈引起的。(三)感应线圈回路的频率响应助听器通过麦克风接收到的频率响应与通过感应线圈得到的频率响应之间存在着匹配的问题。助听器的响度通常都通过仔细的调整,以适合佩戴者、假没助听器在声音输入是70dBSPL时和磁场强度是100mA/m时的输出功率是一样...
如图4a进一步示出的,金属目标408沿z方向定位,以在金属目标408与位置定位系统410之间提供气隙(ag)。在一些实施例中,定位器404能够如在坐标系420中所示的在x-y平面中线性地移动金属目标408。在一些实施例中,定位器404根据需要在位置定位器系统410上方围绕旋转中心旋转金属目标408,例如,用于测试旋转定位器而不是线性定位器。控制器402被耦合以提供控制信号并从定位器404接收接收线圈信号。控制器402还被耦合以将发射功率提供给在定位系统410上的发射线圈,并接收和处理来自定位系统410中的接收线圈的信号。如上所述,位置定位系统410可以包括如上所述的发射线圈106、余弦定向线圈...
此处提供的电压描述是成比例的,并且被描述为完整环路(环路120、环路122和环路116)的比例可以具有大表示1,而环路114和环路118可以具有大表示1/2。符号环路的参考方向,其导致从该环路生成电压。参考方向是任意的,并且无论选择两个可能的方向中的哪一个方向来表示正方向,都可以计算出一致的结果。然而,在金属目标124被放置在0°位置的情况下,正弦定向线圈112的环路114中的磁场108被金属目标124中生成的涡电流抵消,使得vc=0。在正弦定向线圈112的环路116中,环路116在金属目标124下方的一半中的磁场108被金属目标124中形成的涡电流抵消,但是环路116不在金属目标124下方的...
类似地,在余弦定向线圈110中,环路120的一半被覆盖,导致va=-1/2,并且环路122的一半被覆盖,导致vb=1/2。因此,由va+vb给出的vcos为0。类似地,图2c示出金属目标124相对于正弦定向线圈112和余弦定向线圈110处于180°位置。因此,正弦定向线圈112中的环路116和环路118的一半被金属目标124覆盖,而余弦定向环路110中的环路122被金属目标124覆盖。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。结果,vsin=0且vcos=-1。图2d示出vcos和vsin相对于具有图2a、图2b和图2c中提供的线圈拓扑的金属目标124的角位置的曲线...
发射线圈106的两条迹线位于图上的位置0和位置5处,而接收线圈104被定位在位置0和位置5之间。图3c示出这些迹线之间的磁场在两条迹线之间具有小值。图3c没有示出由于连接图3c中所示的两条迹线并且垂直于图3c中所示的迹线的两条迹线而引起的另外的变形(distortion)。图3d和图3e还示出可能由发射线圈106中的位移引起的不准确性。如图3d和图3e所示,发射线圈106包括位移330,该位移使发射线圈106产生的磁场变形。来自位移330的杂散场在接收线圈104中产生不平衡。因此,将由于这些特征而产生位置确定的不准确性。图4a和图4b示出可用于评估位置定位系统的校准和测试设备400。由于诸如上...
根据这些场,仿真当前线圈设计的接收线圈的响应。根据接收线圈响应,将根据接收线圈响应计算出的金属目标的位置与仿真过程中设定的金属目标的位置进行比较。在步骤706中,将仿真的位置与金属目标的设定位置进行比较。在步骤708中,如果满足规范,则算法700进行到步骤710,在步骤710处输出终的优化线圈设计。在步骤708中,如果不满足规范,则算法700进行到步骤712。在步骤712中,根据来自步骤704的仿真结果和步骤706中的比较来调整pcb上的线圈的设计,以提高终设计的线圈设计的准确性。在一些实施例中,发射器线圈设计保持固定,作为步骤702中的输入,并且调整线圈设计和布局以提高准确性。在一些实施例中...
将右手握住导线,拇指伸直,如果拇指电流方向,弯曲的手指磁场环绕方向。当线圈安装在地板上,而助听器佩戴者是坐着或站着时,在回路中,在头部高度的磁力线以水平为主。这样,在头部高度,磁场的垂直部分就有一个近乎持续的量几乎覆盖整个房间。刚进人回路处是个例外,那里,除了垂直部分很弱外,整个磁场都较强。以上特性很重要,因为助听器中的接受线圈的安装是垂直的,它*能拾取磁场的垂直部分。这里已经讨论了沿着回路一个方向的电流,然而声音是音频信号,相对应于原始声波中的正压和负压,方向每秒会倒转许多次。因此,循环的磁场每秒也会倒转许多次。事实上,根据电磁场理论,正是持续改变的磁流使拾音线圈感知,产生一个音频电流(地球...
1、维持发电机端电压在给定值,当发电机负荷发生变化时,通过调节磁场的强弱来恒定机端电压。2、合理分配并列运行机组之间的无功分配。3、提高电力系统的稳定性,包括静态稳定性和暂态稳定性及动态稳定性,分类按整流方式可分为旋转式励磁和静止式励磁两大类。其中旋转式励磁又包括直流交流和无刷励磁;静励磁止式励磁包括电势源静止励磁机和复合电源静止励磁机。一般我们把根据电磁感应原理使发电机定子形成旋转磁场的过程称为励磁.励磁分类方法很多,比如按照发电机励磁的交流电源供给方式来分类传感器线圈的线圈在高频应用中可能会产生较大的热量。河南微型传感器线圈根据法拉第电磁感应定律,当块状导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时...
对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文公开的具体实施例意在是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以认识到尽管在此未具体描述但是在本公开的范围和精神之内的其他元素。说明创造性的方面和实施例的描述不应被理解为进行限制,而是由权利要求定义所保护的发明。在不脱离本说明和权利要求的精神和范围的情况下,可以进行各种改变。在一些实例中,为了不使本发明变得模糊,没有详细地示出或描述已知的结构和技术。图1a示出定位系统100。如图1a所示,该定位系统包括发射/接收控制电路102,该发射/接收控制电路102被耦合,以驱动发射器线圈106和从接收线圈1...
对于理解仿真是否正确执行以及仿真是否反映设计中存在的所有非理想性是非常重要的。一旦验证了正确仿真pcb上发线圈的能力,便可以将现有设计输入到算法700的步骤702,并以提高得到的位置定位系统的准确性(例如,偏差和非线性)的方式进行修改。该方法可以在图7a的步骤704、步骤706、步骤708和步骤712所示的迭代算法中自动完成,并且在步骤704中使用仿真代码和在步骤712中使用线圈设计代码以收敛于优设计。然后可以在eda工具的帮助下,将在步骤710中输出的经改进的设计线圈印刷在pcb上。可以以与实现现有设计非常相同的方式来实现全新的设计。具体地,可以将新设计输入到算法700的步骤702,并且可以...
如前所述,气隙是金属目标408与放置位置定位系统410的发射线圈和接收线圈的pcb之间的距离。这样的系统可以用于位置定位器系统410的校准、线性化和分析。图4c示出在具有发射线圈106和接收线圈104的旋转位置定位器系统410上方的金属目标408的扫描。如图4c所示,金属目标408在线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c所示地扫描金属目标408时从线圈104测量的电压vsin和电压vcos与仿真的结果的比较的示例。在图4d的特定示例中,金属目标408在50个位置被扫描。十字表示样本电压,实线表示由电磁场求解程序cdice-bim所仿真的值。传感器线圈的线圈绝缘层可以防止电流泄漏。...
仿真当前线圈设计的接收线圈的响应。根据接收线圈响应,将根据接收线圈响应计算出的金属目标的位置与仿真过程中设定的金属目标的位置进行比较。在步骤706中,将仿真的位置与金属目标的设定位置进行比较。在步骤708中,如果满足规范,则算法700进行到步骤710,在步骤710处输出终的优化线圈设计。在步骤708中,如果不满足规范,则算法700进行到步骤712。在步骤712中,根据来自步骤704的仿真结果和步骤706中的比较来调整pcb上的线圈的设计,以提高终设计的线圈设计的准确性。在一些实施例中,发射器线圈设计保持固定,作为步骤702中的输入,并且调整线圈设计和布局以提高准确性。在一些实施例中,还可以调整...