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。传感器线圈用途,无锡东英电子有限公司。北京传感器线圈厂家哪家好

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中的电压vc可以被表示为1/2,环路116中的电压(因为该环路中的电流与环路114和环路118中的电流相反)可以被表示为vd=-1,而环路118中的电压可以表示为ve=1/2。因此,线圈112中的电压为vsin=vc+vd+ve=0。因此,如果不存在金属目标124,则来自正弦定向线圈112的输出信号将为0。类似地,如果不存在金属目标124,则来自余弦定向环路110的输出信号也为0,这是因为由环路120中的磁场108生成的电压va=-1抵消了由环路122中的磁场108所生成的电压vb=1,使得vcos=va+vb=0。如上文所讨论的。北京传感器线圈厂家哪家好传感器线圈的电磁干扰是设计时需要考虑的问题。

缓冲器416和缓冲器418可以包括诸如滤波器和放大器以及模数转换器(用于向处理器412提供数字数据)之类的电路。处理器412可以如上所述地计算位置,以提供金属目标408相对于位置定位系统410上的接收线圈的位置数据。图4b示出定位系统400的示例,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。
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。传感器线圈的响应时间对快速测量非常重要。

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以在步骤1002中设置的频率参数计算发射线圈(tx)的迹线的电阻r和电感l。在不存在目标的情况下执行计算,以给出品质因数的估计q=2πfl/r。在步骤1004中,设置参数以仿真特定线圈设计的性能和在步骤1002中接收的线圈设计的气隙,其中金属目标如在扫描参数中定义的被设置在现行位置。如果这是次迭代,则将现行位置设置为在步骤1002中接收到的数据中所定义的扫描的起点。否则,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。批发传感器线圈,无锡东英电子有限公司。工业传感器线圈**知识
传感器线圈的线径和匝数影响其电感值。北京传感器线圈厂家哪家好
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。北京传感器线圈厂家哪家好