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...

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v...

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...

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、v...

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...

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...

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...

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...

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...

电涡流传感器的使用也有一些限制。举例来讲，对于不同的应用，都需要做相应的线性度校准。而且，传感器探头的输出信号也会受被测物体的电气和机械性能影响。然而，正是这些使用过程中的限制，使德国米铱的电涡流传感器拥有达到纳米级别的分辨率。目前，德国米铱的电涡流传感器可以满足100μm到100mm的测量量程。根据量程的不同，安装空间也可以达到2mm到140mm的范围。离开位移传感器的机械工程几乎是很难想象的。这些位移传感器被用来控制不同的运动，监控液位，检查产品质量以及其他很多应用。这里我们谈谈传感器都可能面对哪些不同的情况以及恶劣的使用环境，以及如何客服不利因素。传感器经常被应用于非常恶劣的环境，例如油...

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直销，无锡东英电子有限公司。防爆传感器线圈参数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，导体内产生...

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v...

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...

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...

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...

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...

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...

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...

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...

图4d示出利用图4b所示的测试设备测量的来自位置定位系统中的接收线圈的接收电压。图5示出测量到的响应和仿真响应。图6示出根据本发明的实施例优化的示例线圈设计的测量到的响应与仿真响应之间的误差。图7a和图7b示出根据本发明的一些实施例的用于优化位置定位传感器的线圈设计的算法。图7c示出操作图7a所示的算法的系统的输入屏幕快照。图8a和图8b示出根据本发明的一些实施例的线圈设计。图9a、图9b和图9c示出根据本发明的一些实施例的另一个示例线圈设计。图9d和图9e示出根据一些实施例的线圈设计的性能特性。图10a示出根据一些实施例的仿真算法。图10b和图10c示出在导线周围生成的场和在矩形迹线周围生成...

图4d示出利用图4b所示的测试设备测量的来自位置定位系统中的接收线圈的接收电压。图5示出测量到的响应和仿真响应。图6示出根据本发明的实施例优化的示例线圈设计的测量到的响应与仿真响应之间的误差。图7a和图7b示出根据本发明的一些实施例的用于优化位置定位传感器的线圈设计的算法。图7c示出操作图7a所示的算法的系统的输入屏幕快照。图8a和图8b示出根据本发明的一些实施例的线圈设计。图9a、图9b和图9c示出根据本发明的一些实施例的另一个示例线圈设计。图9d和图9e示出根据一些实施例的线圈设计的性能特性。图10a示出根据一些实施例的仿真算法。图10b和图10c示出在导线周围生成的场和在矩形迹线周围生成...

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...

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...

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...

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...

并且相对于余弦接收线圈定义正弦接收线圈。为了说明的目的，图13示出对关于图12所描述的正弦接收线圈的修改。接收线圈(rx)设计可以用双环路迭代来定义。初，在步骤1206中，正弦形状的rx线圈1316(结合参考系1314)沿x方向对称地部分延伸(如迹线1310所示)，以补偿由于目标非理想性引起的磁通泄漏。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...

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...

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...

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。一、工作原理电涡流式传感器由传感器激励线圈和被测金属体组成。根据法拉第电磁感应定律，当传感器激励线圈中通过以正弦交变电流时，线圈周围将产生正选交变磁场，是位于盖磁场中的金属导体产生感应电流，该感应电流又产生新的交变磁场。新的交变磁场阻碍原磁场的变化，使得传感器线圈的等效阻抗发生变化。传感器线圈受电涡流影响时的等效阻抗Z为式中，ρ为被测体的电阻率；μ为被测体的磁导率；r为线圈与被测体的尺寸因子；f为线圈中激磁电流的频率；x为线圈与导体间的距离。由此可见，线圈阻抗的变化完全取决于被测金属的...