天津双向传感器线圈

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。如果未完成，则算法704进行到步骤1018，在步骤1018处，金属目标的当前位置递增，然后进行到步骤1004，在步骤1004处开始对该位置的仿真。如果扫描完成，则算法704进行到步骤1016，在步骤1016处，仿真结束，并且算法返回到图7a所示的算法700的步骤706。仿真和根据仿真对线圈的重新配置(在图7a中，仿真步骤704、比较步骤706、决策步骤708和设计调整步骤712)应足够快，以在短时间段内测试大量的线圈设计配置。在通过算法700获得经优化的线圈设计之前。原装传感器线圈，无锡东英电子有限公司。天津双向传感器线圈

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。性能优良传感器线圈厂家传感器线圈的线径粗细会影响其电流承载能力。

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和余弦定向线圈110生成的信号来确定。下面，描述在理论上理想的条件下对金属目标124相对于接收线圈104的位置的确定。在图1b中，金属目标124位于位置。在该示例中，图1b和图2a、图2b和图2c描绘线性位置定位器系统的操作。线性定位器和圆形定位器二者的操作原理相同。在下面的讨论中，通过提供因线圈110和线圈112和金属目标124的前缘的位置所引起的关于正弦定向线圈112的正弦操作的角度关系，给出关于余弦定向线圈110和正弦定向线圈112的构造的位置。

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。定制传感器线圈，无锡东英电子有限公司。

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306在发射线圈106和信号线圈104之间形成间隙距离，这本身对位置定位系统的准确性有很大的影响。这还与以下相结合：由于在pcb322的顶侧和底侧上都形成了信号线圈104的迹线，而导致的金属目标124和pcb322上的信号线圈104之间的有效气隙的增加。图3b示出另一个关于对称性的问题，其中，发射线圈106与接收线圈104是不对称的。在图3b所示的情况下，接收线圈104不以发射线圈106为中心，并且形成与接收线圈104和发射线圈106的连接的迹线也不对称。图3c示出由发射线圈106生成的磁场强度的不均匀性。如图3c所示。双向传感器线圈，无锡东英电子有限公司。江苏防爆传感器线圈

传感器线圈的线圈在长时间使用后可能会发生老化。天津双向传感器线圈

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。处理器使用来自线圈的信号来确定金属目标在这组线圈上方的位置。处理器、发射器线圈和线圈都可以被形成在印刷电路板(pcb)上。然而，这些系统由于许多原因而显示出不准确性。例如，由发射器生成的电磁场以及在金属目标中生成的合成场可能是不均匀的，导线迹线与发射线圈的连接以及接收线圈的布置可能导致进一步的不均匀。被安装在pcb上的线圈和金属目标之间的气隙(ag)可能是不均匀的。此外，由线圈生成的信号的幅度可能具有偏差(offset)。多个线圈之间可能存在失配。天津双向传感器线圈