仿真可以输入pcb迹线的几何形状、金属目标的几何形状、气隙、金属目标在由迹线形成的线圈上的平移/旋转、以及另外的固定导体,其例如可用于仿真pct或传感器附近的其他导体的接地层。仿真可以输出线圈上方的金属目标的一系列位置处来自接收器线圈的仿真电压。在一些实施例中,在本申请中也可以使用有限元方法(fem)或类似方法。然而,在一些情况下,执行这些仿真可能需要大量的计算时间。可以预期,相对于上述bim方法,每个传感器目标位置的计算可能使用两个或更多个数量级的计算时间。此外,可能需要针对每个目标位置从头开始重建计算域的网格。而且,由于长而细的导体需要大量的网格元素来获得精确的解,因此这些技术的准确性可能受限。这些计算也可能受到存储器和计算时间资源的限制。图10a示出算法700的仿真步骤704的示例。实际上,如图7a的示例中所示的算法700基本上补偿了上述的非理想性,并因此产生与提供精确的位置定位系统的问题的物理学相容的佳的可能的解。为此,开发了位置定位系统的一种真实高效的数值模型。如下面更详细地讨论的,在一些实施例中,形成发射线圈、接收器线圈和连接线的迹线用一维金属导线表示。一些实施例可以使用更精细的仿真算法。传感器线圈哪家好,无锡东英电子有限公司值得信赖,期待您的来电!耐磨传感器线圈效果
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扫描,将在接收器的输出中生成图2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)电压。金属目标124相对于接收线圈104的角位置可以根据来自正弦定向线圈112的vsin和余弦定向线圈110的vcos的值来确定,如图2e所示。例如,目标的角位置可以被计算为:角位置=arctan(vsin/vcos)。图2e示出了这一点,并且示出vcos和vsin的正弦形式以及根据vcos和vsin的值得出的对金属目标124的位置的确定。在线性位置定位系统中,可以通过知道接收器线圈104的迹线的正弦形式的波长(即,正弦定向线圈112的迹线和余弦定向线圈110的迹线的峰距区域之间的间隔)。山西传感器线圈量大从优传感器线圈的各方面的特性;
如图2b所示,在正弦定向线圈112中,金属目标124完全覆盖环路116,并且使环路114和环路118未被覆盖。结果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。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扫描,将在的输出中生成图2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)电压。金属目标124相对于接收线圈104的角位置可以根据来自正弦定向线圈112的vsin和余弦定向线圈110的vcos的值来确定,如图2e所示。
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。传感器线圈哪家好,无锡东英电子有限公司值得信赖,期待您的光临!
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与接收器线圈(rx)104耦合。如图1b所示,如果将导电金属目标124放置在接收器线圈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标124正下方的接收器线圈104中的场。接收器线圈(rx)104捕获由发射线圈106生成的可变emf场108和由金属目标124感应的场,得到在接收器线圈104的端子处生成的正弦电压。在没有金属目标124的情况下,在rx线圈104(在图1b中被标记为rxcos110和rxsin112)的端子处将没有电压。当金属目标124相对于rx线圈104被放置在特定位置时,在被金属目标124覆盖的区域上的合成电磁场理想地为零,因此在rx线圈104的端子处的电压将具有不同的特性,这取决于金属目标124相对于接收线圈104的位置。rx线圈104以以下方式被设计:随着在整个接收器线圈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。传感器线圈的各方面的特性怎么样;耐磨传感器线圈效果
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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接收器线圈的导电迹线。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的频率下的趋肤深度为30μm。因此,对于上述基准矩形迹线,迹线内的电流密度将是基本上均匀的。图10b示出由承载电流的一维导线1020生成的场。如果在两个结构中流动的电流相同,则由导线1020或由一定直径的直的圆柱体生成的场没有差异。然而,图10c示出在基准迹线1022周围生成的场,基准迹线1022是上述由铜形成的并且具有35μm的高度和。如图10c所示,即使在小于1mm的短距离处,该场看起来也与图10b中的由导线1020所生成的场相同。区别在距离迹线小于约1mm的场中。耐磨传感器线圈效果
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