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...

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2d所示，可以通过处理vcos和vsin的值来确定角位置。如图所示，通过从定义的初始位置到定义的结束位置对目标进行...

rx线圈104以以下方式被设计：随着在整个线圈104上扫描金属目标124，在一个rx线圈(rxsin112)的端子处产生正弦电压，在另一个rx线圈(rxcos110)的端子处产生余弦电压。目标相对于rx线圈104的位置调制在rx线圈104的端子处的电压的幅度和相位。如图1a所示和上面讨论的，发射器线圈106、接收线圈104和发射/接收电路102可以被安装在单个pcb上。此外，pcb可以被定位成使得金属目标124被定位在接收线圈104上方并且与接收线圈104间隔开特定间隔，即气隙(ag)。金属目标124相对于其上安装接收线圈104和发射器线圈106的pcb的位置可以通过处理由正弦定向线圈112和...

一般用高频蜡或其他介质材料进行密封固定。另外，应注意在维修中，不要随意改变或调整原线圈的位置，以免导致失谐故障。（5）可调线圈的安装应便于调整可调线圈应安装在机器的易于调节的位置，以便于调整线圈的电感量达到佳的工作状态。[2]原理电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律——磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源“。当形成闭合回路时，此感应电势就...

仿真金属目标1024的涡电流，并且确定从那些涡电流产生的电磁场。在一些实施例中，金属目标1024中的感应涡电流是通过原始边界积分公式来计算的。金属目标1024通常可以被建模为薄金属片。通常，金属目标1024很薄，为35μm至70μm，而横向尺寸通常以毫米进行测量。如上文关于导线迹线所讨论的，当导体具有小于在特定工作频率下磁场的穿透深度的大约两倍的厚度时，感应电流密度在整个层厚度上基本上是均匀的。因此，可以将金属目标1024的细导体建模为感应涡电流与该表面相切的表面。传感器线圈的绕制工艺决定了其稳定性。江西传感器线圈**知识信号线间的阻值测量，把万用表定为x1KΩ档测量信号端子与地线端子之间阻值...

并且在步骤1216中，如果不满足小偏差标准，则算法从步骤1208重新开始。当达到小偏差时，算法进行到步骤1218，评估电压，如图10a所示，然后计算理想位置和仿真的位置之间的大误差。如果在步骤1220中没有达到低的可能误差，则算法返回到步骤1206，提供另一种配置。一旦获得了当前输入的低误差，算法就在返回步骤1226处结束。在一些实施例中，在不存在如图13所示的阱的情况下，实现没有目标时的偏差的补偿。无论如何，由于正弦形1316rx线圈和余弦形1318rx线圈的平衡延伸部1306和平衡延伸部1307，始终保证了设计对称性。提供以上详细描述是为了说明本发明的具体实施例，而不是旨在进行限制。在本发...

二)磁场的强度在近房间中心的磁场强度与回路中电流的大小和回路数直接成正比，与回路的直径成反比例。国际标准(IEC60118—4，BS7594)指出：一个磁场的长期平均输出功率值应为100mA/m(指每米毫安培)。不得低于70mA/m或高于140mA/m。该值是在回路内，距离地板1．2米时测得的磁场垂直面上的强度。允许在言语中出现达到400mA/m的强度峰值、频率范围应当覆盖100Hz—5kHz。在回路中心的直径a米，有n周围绕的回路其磁场强度可以用下式计算：H是磁场的强度，用每米毫安培表示，I是电流值的均方根，用安培表示、对一个正方形的回路，大小用a米表示，其磁场强度要比计算的值少10%。如果...

将位置设置为扫描中的当前定义的位置。在步骤1006中，确定由发射线圈生成的电磁场。利用在步骤1002中提供的其他参数来接收发射线圈的驱动电压和操作频率。一旦确定了来自发射线圈的电磁场，在步骤1008中就可以确定由于这些场而在金属目标中生成的涡电流。根据涡电流，可以仿真由目标生成的磁场。在步骤1010中，确定由于由发射线圈生成的场和由金属目标中的感应涡电流生成的场的组合而在线圈中生成的电压。在步骤1011中，针对目标的现行位置再次执行电感l的计算，以评估l相对于步骤1003的结果的变化。在步骤1012中，存储响应数据以供将来参考。在步骤1014中，算法704进行检查以查看扫描是否已经完成。如果未...

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...

当助听器的输人选择开关置于T挡，该线圈就可以拾取周围的电磁信号并把它转换成电信号进行放大。这一设计的本意是帮助患者更好地接听电话：感应线圈从电话听筒的电磁式耳机中拾取电磁信号，而不需由电话听筒中的耳机把电信号转换成声信号，再由助听器的麦克风将其转换成电信号。省去这样两个多余的中间步骤，有助于提高信噪比，但是已知的电话机的磁场比较弱，用T挡听电话会觉得声音很微弱，需在听筒上配备其他一些**器件将磁场信号放大，而环路感应线圈的磁场信号较强，可铺设在一些**场所，如在某些影戏院、礼堂、会议室、教室、教堂内，声音以电磁信号方式散布于环路之内，使听障者可以清晰地听到声音。[1]系统的构造编辑(一)磁场的...

图10f示出正在算法704中进行仿真的位置定位系统设计中的线圈1028和线圈1026上方的金属目标1204的定位。为了讨论的目的，图10f示出图8a和图8b所示的线圈设计800的示例，其中线圈1028和线圈1026分别与线圈804和线圈806的迹线的一维近似相对应。为了简化图示，在图10f中未示出发射线圈802，但是发射线圈802的迹线也通过一维导线迹线近似。在仿真了来自位置定位系统800的目标线圈802的电磁场之后，然后在图10a所示的算法704的示例的步骤1008中，仿真金属目标1024的涡电流，并且确定从那些涡电流产生的电磁场。在一些实施例中，金属目标1024中的感应涡电流是通过原始边界...

算法700在步骤706中计算小位置误差，并且在步骤706、步骤708和步骤712中小化rx线圈的非理想性。利用在此优化之后获得的坐标，可以使用商业eda工具印刷pcb，如步骤710所示。本发明的实施例可用于产生用于位置定位系统的线圈设计，所述位置定位系统用于需要位置传感器技术、扭矩、扭矩角传感器(tas)的所有应用以及使用感应原理和在pcb上的线圈的所有其他应用。某些实施例的益处包括在两个上具有零偏差，这意味着达到理论极限零。从优化线圈之前出现的％fs-3％fs的起点获得％fs的误差(提高6倍)可以实现。此外，如果误差减小得足够好，则不需要线性化方法或校准方法。此外，可以减少用于产生可行的线圈...

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...

如图3a所示，线圈112由pcb322的顶侧上的迹线302和pcb322的底侧上的迹线304形成。迹线302和迹线304通过穿过pcb322而形成的通孔306电接合。如图3a所示，通孔306、顶侧迹线302和底侧迹线304被布置为允许形成余弦定向线圈112。例如，部分310和部分312允许线圈112交叉以形成环路114、环路116和环路118，同时在相交处将迹线分离。如进一步示出的，部分314、部分316、部分318和部分320允许余弦定向线圈112覆盖在pcb上。然而，通孔306和pcb322的相对的两侧上的迹线302和迹线304的存在降低了由线圈104检测到的信号的有效幅度。有效地，通孔3...

这样的系统中的金属目标124的实际位置可以从由接收线圈104的输出电压测量到的角位置以及接收线圈110和接收线圈112的拓扑得出。此外，如图1b所示，线圈110的拓扑和线圈112的拓扑被协调以提供对金属目标124的位置的指示。图2a示出金属目标124的0°位置，为了便于说明，余弦定向线圈110和正弦定向线圈112被分开。如图1b所示，正弦定向线圈112和余弦定向线圈110共同位于发射线圈106内。使用如图1a所示的磁场108，正弦定向线圈112的环路114、环路116和环路118被定位为使得每个环路中的电压之和抵消，从而使总vsin为0。如图2a所示，在没有金属目标124的情况下，环路114中...

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...

为了讨论的目的，图10f示出图8a和图8b所示的线圈设计800的示例，其中线圈1028和线圈1026分别与线圈804和线圈806的迹线的一维近似相对应。为了简化图示，在图10f中未示出发射线圈802，但是发射线圈802的迹线也通过一维导线迹线近似。在仿真了来自位置定位系统800的目标线圈802的电磁场之后，然后在图10a所示的算法704的示例的步骤1008中，仿真金属目标1024的涡电流，并且确定从那些涡电流产生的电磁场。在一些实施例中，金属目标1024中的感应涡电流是通过原始边界积分公式来计算的。金属目标1024通常可以被建模为薄金属片。通常，金属目标1024很薄，为35μm至70μm，而横...

将位置设置为扫描中的当前定义的位置。在步骤1006中，确定由发射线圈生成的电磁场。利用在步骤1002中提供的其他参数来接收发射线圈的驱动电压和操作频率。一旦确定了来自发射线圈的电磁场，在步骤1008中就可以确定由于这些场而在金属目标中生成的涡电流。根据涡电流，可以仿真由目标生成的磁场。在步骤1010中，确定由于由发射线圈生成的场和由金属目标中的感应涡电流生成的场的组合而在线圈中生成的电压。在步骤1011中，针对目标的现行位置再次执行电感l的计算，以评估l相对于步骤1003的结果的变化。在步骤1012中，存储响应数据以供将来参考。在步骤1014中，算法704进行检查以查看扫描是否已经完成。如果未...

电涡流效应源自振荡电路的能量。而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成。给传感器探头内线圈提供一个交变电流，可以在传感器线圈周围形成一个磁场。如果将一个导体放入这个磁场，根据法拉第电磁感应定律，导体内会激发出电涡流。根据楞兹定律，电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反，而这将改变探头内线圈的阻抗值。而这个阻抗值的变化与线圈到被测物体之间的距离直接相关。传感器探头连接到控制器后，控制器可以从传感器探头内获得电压值的变化量，并以此为依据，计算出对应的距离值。电涡流测量原理可以运用于所有导电材料。由于电涡流可以穿透绝缘体，即使表面覆盖有绝缘体的金属材料，也可以作为电涡流传感器的被测物体。独特的圈式绕组设计...

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...

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...

如图3a所示，线圈112由pcb322的顶侧上的迹线302和pcb322的底侧上的迹线304形成。迹线302和迹线304通过穿过pcb322而形成的通孔306电接合。如图3a所示，通孔306、顶侧迹线302和底侧迹线304被布置为允许形成余弦定向线圈112。例如，部分310和部分312允许线圈112交叉以形成环路114、环路116和环路118，同时在相交处将迹线分离。如进一步示出的，部分314、部分316、部分318和部分320允许余弦定向线圈112覆盖在pcb上。然而，通孔306和pcb322的相对的两侧上的迹线302和迹线304的存在降低了由线圈104检测到的信号的有效幅度。有效地，通孔3...

电涡流效应源自振荡电路的能量。而电涡流需要在可导电的材料内才可以形成。给传感器探头内线圈提供一个交变电流，可以在传感器线圈周围形成一个磁场。如果将一个导体放入这个磁场，根据法拉第电磁感应定律，导体内会激发出电涡流。根据楞兹定律，电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反，而这将改变探头内线圈的阻抗值。而这个阻抗值的变化与线圈到被测物体之间的距离直接相关。传感器探头连接到控制器后，控制器可以从传感器探头内获得电压值的变化量，并以此为依据，计算出对应的距离值。电涡流测量原理可以运用于所有导电材料。由于电涡流可以穿透绝缘体，即使表面覆盖有绝缘体的金属材料，也可以作为电涡流传感器的被测物体。独特的圈式绕组设计...

金属目标与多个线圈中的每个线圈之间可以是不同的耦合效果。这些和其他因素可能导致位置定位系统的不准确的结果。因此，需要开发更好的设计传感器线圈的方法，其为位置感测提供更好的准确度。技术实现要素：在一些实施例中，提供了一种线圈设计系统。具体地，提出一种提供经优化的位置定位传感器线圈设计的方法。该方法包括：接收线圈设计；利用该线圈设计对位置确定进行仿真，以形成仿真性能；将仿真响应与规范进行比较以提供比较；以及基于仿真性能和性能规范之间的比较来修改线圈设计，以获得更新的线圈设计。下文结合附图讨论这些和其他实施例。附图说明图1a和图1b示出用于确定目标的位置的线圈系统。图2a、图2b、图2c、图2d和图...

可以在具有足够的计算能力来执行适当的仿真的计算系统上执行算法700。这样的系统通常包括被耦合到存储器的处理器。存储器可以包括用于存储数据和编程的易失性存储器或非易失性存储器二者。在一些情况下，可以使用固定存储，例如硬盘驱动器。该系统将包括用户接口，例如键盘、触摸屏、视频显示器、指示设备或其他常见组件。该系统将能够执行这里描述的算法，与用户交互，并输出终的线圈设计，以产生具有优化设计的印刷电路板。如图7a所示，算法700以输入步骤702开始。在步骤702中，输入线圈设计以进行优化。具体地，输入发射线圈和接收线圈的坐标、布局和特性，包括与连接节点、通孔有关的信息、以及关于这些线圈的其他参数。另外，...

定位器404被耦合到底座406，并且可以包括四个步进电机，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在线圈104上方从0°扫描到θ°。图4d示出当如图4c...

利用所施加的线圈延伸，在步骤1208中，使用作用在线圈1316所有点上的适当的位移函数，使正弦形线圈1316沿y方向变形，如迹线1312。给定这些设置，在步骤1210中，算法计算通孔的位置。根据在步骤1202中指定的信息并且为了消除先前提到的信号失配，而建立通孔位置1308。每当一个线圈中的通孔比另一个线圈中的通孔多或通孔以不平衡方式定位(即，不对称)时，就会出现电压失配。所导致的电压失配是当目标移动时正弦信号相对于余弦信号的较大峰峰值幅度(反之亦然)。为了实现减少电压失配的目标，通孔的设计方式是使sin(1316)rx线圈和cos(1318)rx线圈在pcb底部中的部分的长度相同。此外，通孔...

相关申请的交叉引用本申请要求发明人为qama和specogna、标题为“sensorcoiloptimization(传感器线圈优化)”的在2018年6月29日提交的美国专利申请，这些申请中的每个申请通过引用整体并入本文。本发明的实施例涉及位置传感器，更具体地涉及位置传感器中的传感器线圈的优化。背景技术：位置传感器在各种设置中被用于测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可被用于汽车、工业和消费者应用中，以用于旋转和线性运动感测。在许多感应定位感测系统中，发射线圈被用于在一组线圈上方滑动或旋转的金属目标中感应出涡电流。接收线圈接收由涡电流和发射线圈生成的磁场，并将信号提供给处理器。...

与线圈设计800所示的线性位置系统不同，图9a、图9b和图9c所示的线圈设计900示出旋转位置系统。如线圈设计900中所示，发射线圈902、余弦定向接收线圈904和正弦定向线圈906以圆形方式定向。此外，发射线圈902包括具有引线920的变形部分916。正弦定向线圈906包括阱908和阱912，并且被连接到引线924。类似地，余弦定向线圈904包括阱910和阱914，并且被耦合到引线926。pcb还可以具有安装孔918。图9a示出线圈设计900的平面图，而图9b示出线圈设计900的斜视图，其示出在其上形成线圈设计900的pcb板的两侧上的通孔和迹线。图9c示出印刷电路板930上的线圈设计900...

相关申请的交叉引用本申请要求发明人为qama和specogna、标题为“sensorcoiloptimization(传感器线圈优化)”的在2018年6月29日提交的美国专利申请，这些申请中的每个申请通过引用整体并入本文。本发明的实施例涉及位置传感器，更具体地涉及位置传感器中的传感器线圈的优化。背景技术：位置传感器在各种设置中被用于测量一个组件相对于另一个组件的位置。感应式位置传感器可被用于汽车、工业和消费者应用中，以用于旋转和线性运动感测。在许多感应定位感测系统中，发射线圈被用于在一组线圈上方滑动或旋转的金属目标中感应出涡电流。接收线圈接收由涡电流和发射线圈生成的磁场，并将信号提供给处理器。...