說(shuō)明創(chuàng)造性的方面和實(shí)施例的描述不應(yīng)被理解為進(jìn)行限制,而是由權(quán)利要求定義所保護(hù)的發(fā)明。在不脫離本說(shuō)明和權(quán)利要求的精神和范圍的情況下,可以進(jìn)行各種改變。在一些實(shí)例中,為了不使本發(fā)明變得模糊,沒(méi)有詳細(xì)地示出或描述已知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。圖1a示出定位系統(tǒng)100。如圖1a所示,該定位系統(tǒng)包括發(fā)射/接收控制電路102,該發(fā)射/接收控制電路102被耦合,以驅(qū)動(dòng)發(fā)射器線圈106和從接收線圈104接收信號(hào)。在大多數(shù)配置中,接收線圈104位于發(fā)射器線圈106之內(nèi),但是在圖1a中,為了清楚起見(jiàn),它們被分開(kāi)示出。接收線圈104通常物理上位于發(fā)射線圈106的邊界內(nèi)。本發(fā)明的實(shí)施例可以包括發(fā)射器線圈106、兩個(gè)接收器線圈104、以及驅(qū)動(dòng)發(fā)射器線圈106和測(cè)量源自接收器線圈104中的信號(hào)的集成電路(ic)102,它們?nèi)慷夹纬稍谟∷㈦娐钒?pcb)上。圖1b示出線性位置定位系統(tǒng)中的發(fā)射線圈106和接收線圈104的配置。如圖1b所示,導(dǎo)電金屬目標(biāo)124可被定位在發(fā)射器線圈和兩個(gè)接收器線圈上方。如圖1a所示,發(fā)射線圈106被驅(qū)動(dòng)以形成磁場(chǎng)108。發(fā)射線圈106可以以一定頻率范圍或特定頻率被驅(qū)動(dòng)。在圖1a中,磁場(chǎng)108(其中用箭頭示出正電流)在每個(gè)導(dǎo)線周?chē)菆A形的。傳感器線圈的溫漂特性需要在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。比例傳感器線圈廠家拿貨價(jià)格
如圖1b所示,正弦定向線圈112和余弦定向線圈110共同位于發(fā)射線圈106內(nèi)。使用如圖1a所示的磁場(chǎng)108,正弦定向線圈112的環(huán)路114、環(huán)路116和環(huán)路118被定位為使得每個(gè)環(huán)路中的電壓之和抵消,從而使總vsin為0。如圖2a所示,在沒(méi)有金屬目標(biāo)124的情況下,環(huán)路114中的電壓vc可以被表示為1/2,環(huán)路116中的電壓(因?yàn)樵摥h(huán)路中的電流與環(huán)路114和環(huán)路118中的電流相反)可以被表示為vd=-1,而環(huán)路118中的電壓可以表示為ve=1/2。因此,線圈112中的電壓為vsin=vc+vd+ve=0。因此,如果不存在金屬目標(biāo)124,則來(lái)自正弦定向線圈112的輸出信號(hào)將為0。類(lèi)似地,如果不存在金屬目標(biāo)124,則來(lái)自余弦定向環(huán)路110的輸出信號(hào)也為0,這是因?yàn)橛森h(huán)路120中的磁場(chǎng)108生成的電壓va=-1抵消了由環(huán)路122中的磁場(chǎng)108所生成的電壓vb=1,使得vcos=va+vb=0。如上文所討論的,此處提供的電壓描述是成比例的,并且被描述為完整環(huán)路(環(huán)路120、環(huán)路122和環(huán)路116)的比例可以具有大表示1,而環(huán)路114和環(huán)路118可以具有大表示1/2。符號(hào)環(huán)路的參考方向,其導(dǎo)致從該環(huán)路生成電壓。參考方向是任意的,并且無(wú)論選擇兩個(gè)可能的方向中的哪一個(gè)方向來(lái)表示正方向,都可以計(jì)算出一致的結(jié)果。然而。上海工業(yè)傳感器線圈傳感器線圈的電磁干擾是設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問(wèn)題。
與用戶交互,并輸出終的線圈設(shè)計(jì),以產(chǎn)生具有優(yōu)化設(shè)計(jì)的印刷電路板。如圖7a所示,算法700以輸入步驟702開(kāi)始。在步驟702中,輸入線圈設(shè)計(jì)以進(jìn)行優(yōu)化。具體地,輸入發(fā)射線圈和接收線圈的坐標(biāo)、布局和特性,包括與連接節(jié)點(diǎn)、通孔有關(guān)的信息、以及關(guān)于這些線圈的其他參數(shù)。另外,輸入金屬目標(biāo)的設(shè)計(jì),包括金屬目標(biāo)與線圈之間的氣隙距離。此外,提供所得到的位置定位系統(tǒng)的準(zhǔn)確性的期望規(guī)范。還輸入系統(tǒng)操作參數(shù)(例如,期望驅(qū)動(dòng)發(fā)射線圈的頻率和強(qiáng)度)。一旦在步驟702中將數(shù)據(jù)輸入到算法700,算法700就繼續(xù)到步驟704。圖7c示出指示步驟702的線圈設(shè)計(jì)參數(shù)的輸入的屏幕快照。在步驟704中,仿真在金屬目標(biāo)位于其掃描中的不同位置處時(shí)對(duì)輸入發(fā)射線圈的電力的響應(yīng)。具體地,確定響應(yīng)于由發(fā)射線圈所生成的場(chǎng)而由金屬目標(biāo)生成的場(chǎng)。根據(jù)這些場(chǎng),仿真當(dāng)前線圈設(shè)計(jì)的接收線圈的響應(yīng)。根據(jù)接收線圈響應(yīng),將根據(jù)接收線圈響應(yīng)計(jì)算出的金屬目標(biāo)的位置與仿真過(guò)程中設(shè)定的金屬目標(biāo)的位置進(jìn)行比較。在步驟706中,將仿真的位置與金屬目標(biāo)的設(shè)定位置進(jìn)行比較。在步驟708中,如果滿足規(guī)范,則算法700進(jìn)行到步驟710,在步驟710處輸出終的優(yōu)化線圈設(shè)計(jì)。在步驟708中,如果不滿足規(guī)范。
尤其是需要經(jīng)常切換麥克風(fēng)擋和電感擋時(shí)。此外,這需要助聽(tīng)器有足夠的音量保留,同時(shí)在獲得足夠的增益時(shí)不會(huì)引起嘯叫。在電感位置,如果增益太大,也會(huì)引起嘯叫。就像聲波從授話器漏回麥克風(fēng)會(huì)引起反饋一樣,磁場(chǎng)引起的嘯叫也是從授話器漏回到電感線圈引起的。(三)感應(yīng)線圈回路的頻率響應(yīng)助聽(tīng)器通過(guò)麥克風(fēng)接收到的頻率響應(yīng)與通過(guò)感應(yīng)線圈得到的頻率響應(yīng)之間存在著匹配的問(wèn)題。助聽(tīng)器的響度通常都通過(guò)仔細(xì)的調(diào)整,以適合佩戴者、假?zèng)]助聽(tīng)器在聲音輸入是70dBSPL時(shí)和磁場(chǎng)強(qiáng)度是100mA/m時(shí)的輸出功率是一樣的話,助聽(tīng)器佩戴者就可以方便地從麥克風(fēng)擋切換到電感擋,而無(wú)需改變音量。然而感應(yīng)線圈回路和助聽(tīng)器電感系統(tǒng)的頻響有時(shí)仍不能令人滿意。但回路響應(yīng)和助聽(tīng)器電感響應(yīng)結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的聲音,不能與原來(lái)的聲音響應(yīng)區(qū)別太大。只有一個(gè)例外,即500Hz以下頻率聲音的減弱,在某些情況下對(duì)某些人可能是有利的,因?yàn)檫@個(gè)頻率范圍是磁場(chǎng)干擾容易發(fā)生的。但這也是對(duì)重度聽(tīng)力損失的人很重要的頻率范圍。好在多記憶助聽(tīng)器可以分開(kāi)調(diào)整麥克風(fēng)和電感的響應(yīng)。傳感器線圈的電阻值是其重要參數(shù)之一。
并且由于這種不均勻性,目標(biāo)和rx線圈之間的間隙允許許多磁通量無(wú)法正確地被目標(biāo)屏蔽。另一個(gè)效果是,pcb底部上的rx線圈部分比pcb的頂部中的對(duì)應(yīng)部分捕獲更少的感應(yīng)磁通量。后,允許與控制器芯片連接的rx線圈的出口也產(chǎn)生可感測(cè)的偏移誤差。在線性和弧形傳感器中,還存在在傳感器的端部產(chǎn)生巨大的雜散場(chǎng)的強(qiáng)烈效應(yīng)。這后的效應(yīng)是線性和弧形設(shè)計(jì)中大多數(shù)誤差的原因。如上所述,線圈設(shè)計(jì)的優(yōu)化始于算法700的步驟704中的良好仿真。在迭代中,對(duì)算法700的步驟702中所輸入的初始線圈設(shè)計(jì)執(zhí)行仿真。根據(jù)一些實(shí)施例,仿真包括在意大利烏迪內(nèi)大學(xué)開(kāi)發(fā)的渦電流求解算法。具體地,仿真算法的示例使用在以下發(fā)表文章中介紹的邊界積分方法(bim):,“aboundaryintegralmethodforcomputingeddycurrents1nthinconductorsforarbitrarytopology(任意拓?fù)涞谋?dǎo)體中的渦電流計(jì)算的邊界積分方法)”,ieee磁學(xué)學(xué)報(bào)(transactionsonmagnetics),第41卷,第3期,7203904,2015年,其提供非??焖俚姆抡?25個(gè)目標(biāo)位置需要數(shù)十秒)??梢詫?duì)此類(lèi)算法進(jìn)行調(diào)整,以仿真pcb上的跡線和感應(yīng)傳感器應(yīng)用。具體地。傳感器線圈的線圈繞制技術(shù)對(duì)產(chǎn)品性能至關(guān)重要。比例傳感器線圈廠家拿貨價(jià)格
傳感器線圈的線圈匝數(shù)越多,其電感量通常越大。比例傳感器線圈廠家拿貨價(jià)格
仿真可以輸入pcb跡線的幾何形狀、金屬目標(biāo)的幾何形狀、氣隙、金屬目標(biāo)在由跡線形成的線圈上的平移/旋轉(zhuǎn)、以及另外的固定導(dǎo)體,其例如可用于仿真pct或傳感器附近的其他導(dǎo)體的接地層。仿真可以輸出線圈上方的金屬目標(biāo)的一系列位置處來(lái)自接收器線圈的仿真電壓。在一些實(shí)施例中,在本申請(qǐng)中也可以使用有限元方法(fem)或類(lèi)似方法。然而,在一些情況下,執(zhí)行這些仿真可能需要大量的計(jì)算時(shí)間??梢灶A(yù)期,相對(duì)于上述bim方法,每個(gè)傳感器目標(biāo)位置的計(jì)算可能使用兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)量級(jí)的計(jì)算時(shí)間。此外,可能需要針對(duì)每個(gè)目標(biāo)位置從頭開(kāi)始重建計(jì)算域的網(wǎng)格。而且,由于長(zhǎng)而細(xì)的導(dǎo)體需要大量的網(wǎng)格元素來(lái)獲得精確的解,因此這些技術(shù)的準(zhǔn)確性可能受限。這些計(jì)算也可能受到存儲(chǔ)器和計(jì)算時(shí)間資源的限制。圖10a示出算法700的仿真步驟704的示例。實(shí)際上,如圖7a的示例中所示的算法700基本上補(bǔ)償了上述的非理想性,并因此產(chǎn)生與提供精確的位置定位系統(tǒng)的問(wèn)題的物理學(xué)相容的佳的可能的解。為此,開(kāi)發(fā)了位置定位系統(tǒng)的一種真實(shí)高效的數(shù)值模型。如下面更詳細(xì)地討論的,在一些實(shí)施例中,形成發(fā)射線圈、接收器線圈和連接線的跡線用一維金屬導(dǎo)線表示。一些實(shí)施例可以使用更精細(xì)的仿真算法。比例傳感器線圈廠家拿貨價(jià)格