電渦流式傳感器的等效電路計(jì)算方法為:式中,R2為電渦流短路環(huán)等效電阻;h為電渦流的深度();ra為短路環(huán)的外徑;ri為短路環(huán)的內(nèi)徑。由基爾霍夫電壓定律有式中ω為線圈與金屬導(dǎo)體的互感系數(shù)??傻玫刃ё杩篂槭街蠷eq為產(chǎn)生電渦流效應(yīng)后線圈的等效電阻,Leq為產(chǎn)生電渦流效應(yīng)后線圈的等效電感。由于電渦流的影響,線圈復(fù)阻抗的實(shí)部(等效電阻)增大、虛部(等效電感)減小。因此,線圈的等效品質(zhì)因數(shù)下降。電渦流式傳感器的等效電氣參數(shù)都是互感系數(shù)M2的函數(shù)。通??偸抢闷涞刃щ姼械淖兓M成測(cè)量電路,因此,電渦流式傳感器屬于電感式(互感式)傳感器。三、測(cè)量電路用于電渦流傳感器的測(cè)量電路主要有調(diào)頻式,調(diào)幅式測(cè)量電路兩種。1、調(diào)頻式測(cè)量電路調(diào)頻式測(cè)量電路,傳感器線圈作為組成LC振蕩器的電感元件,當(dāng)傳感器等效電感在渦流影響下因被測(cè)量變化而變化時(shí),將導(dǎo)致振蕩器的振蕩頻率發(fā)生變化,該頻率可直接由數(shù)字頻率計(jì)測(cè)得,或通過(guò)頻率-電壓變換后用數(shù)字電壓表測(cè)量出對(duì)應(yīng)的電壓。2、調(diào)幅式測(cè)量電路調(diào)幅式測(cè)量電路,由傳感器線圈、電容和石英晶體組成的石英晶體振蕩電路。傳感器線圈的耐溫性能決定了其應(yīng)用范圍。高溫傳感器線圈分類(lèi)

由va+vb給出的vcos為0。類(lèi)似地,圖2c示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于180°位置。因此,正弦定向線圈112中的環(huán)路116和環(huán)路118的一半被金屬目標(biāo)124覆蓋,而余弦定向環(huán)路110中的環(huán)路122被金屬目標(biāo)124覆蓋。因此va=-1、vb=0、vc=1/2、vd=-1/2、以及ve=0。結(jié)果,vsin=0且vcos=-1。圖2d示出vcos和vsin相對(duì)于具有圖2a、圖2b和圖2c中提供的線圈拓?fù)涞慕饘倌繕?biāo)124的角位置的曲線圖。如圖2d所示,可以通過(guò)處理vcos和vsin的值來(lái)確定角位置。如圖所示,通過(guò)從定義的初始位置到定義的結(jié)束位置對(duì)目標(biāo)進(jìn)行掃描,將在接收器的輸出中生成圖2d中所示的正弦(vsin)和余弦(vcos)電壓。金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的角位置可以根據(jù)來(lái)自正弦定向線圈112的vsin和余弦定向線圈110的vcos的值來(lái)確定,如圖2e所示。例如,目標(biāo)的角位置可以被計(jì)算為:角位置=arctan(vsin/vcos)。圖2e示出了這一點(diǎn),并且示出vcos和vsin的正弦形式以及根據(jù)vcos和vsin的值得出的對(duì)金屬目標(biāo)124的位置的確定。在線性位置定位系統(tǒng)中,可以通過(guò)知道接收器線圈104的跡線的正弦形式的波長(zhǎng)(即,正弦定向線圈112的跡線和余弦定向線圈110的跡線的峰距區(qū)域之間的間隔)。尼龍傳感器線圈服務(wù)至上購(gòu)買(mǎi)傳感器線圈需要注意什么?

則算法700進(jìn)行到步驟712。在步驟712中,根據(jù)來(lái)自步驟704的仿真結(jié)果和步驟706中的比較來(lái)調(diào)整pcb上的線圈的設(shè)計(jì),以提高終設(shè)計(jì)的線圈設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在一些實(shí)施例中,發(fā)射器線圈設(shè)計(jì)保持固定,作為步驟702中的輸入,并且調(diào)整接收器線圈設(shè)計(jì)和布局以提高準(zhǔn)確性。在一些實(shí)施例中,還可以調(diào)整發(fā)射器線圈以提高準(zhǔn)確性。圖7a中所示的算法700得到線圈設(shè)計(jì),該線圈設(shè)計(jì)用于印刷在具有在步驟702中出現(xiàn)的規(guī)范輸入期間所指定的仿真準(zhǔn)確性的印刷電路板上。圖7b示出用于驗(yàn)證線圈設(shè)計(jì)的算法720,該線圈設(shè)計(jì)可以是由圖7a中的算法700產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)。如圖7b所示,在步驟722中輸入線圈設(shè)計(jì)。線圈設(shè)計(jì)可以是較舊的傳統(tǒng)設(shè)計(jì),可以是新設(shè)計(jì),或者可以是由如圖7a所示的算法700產(chǎn)生的。在步驟724,對(duì)線圈設(shè)計(jì)執(zhí)行仿真。在線圈設(shè)計(jì)輸入是由算法700產(chǎn)生的一些情況下,該仿真已在算法700的步驟704中執(zhí)行。否則,執(zhí)行類(lèi)似的仿真。在步驟726中,在印刷電路板上物理地產(chǎn)生線圈設(shè)計(jì)。在步驟728中,例如利用如圖4a和圖4b所示的定位系統(tǒng)400來(lái)測(cè)量物理地產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)響應(yīng)。在步驟730中,將來(lái)自物理地產(chǎn)生的線圈設(shè)計(jì)的測(cè)量結(jié)果與來(lái)自線圈設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果進(jìn)行比較。然后。
如圖1a所示和上面討論的,發(fā)射器線圈106、接收線圈104和發(fā)射/接收電路102可以被安裝在單個(gè)pcb上。此外,pcb可以被定位成使得金屬目標(biāo)124被定位在接收線圈104上方并且與接收線圈104間隔開(kāi)特定間隔,即氣隙(ag)。金屬目標(biāo)124相對(duì)于其上安裝接收線圈104和發(fā)射器線圈106的pcb的位置可以通過(guò)處理由正弦定向線圈112和余弦定向線圈110生成的信號(hào)來(lái)確定。下面,描述在理論上理想的條件下對(duì)金屬目標(biāo)124相對(duì)于接收線圈104的位置的確定。在圖1b中,金屬目標(biāo)124位于位置。在該示例中,圖1b和圖2a、圖2b和圖2c描繪線性位置定位器系統(tǒng)的操作。線性定位器和圓形定位器二者的操作原理相同。在下面的討論中,通過(guò)提供因線圈110和線圈112和金屬目標(biāo)124的前緣的位置所引起的關(guān)于正弦定向線圈112的正弦操作的角度關(guān)系,給出關(guān)于余弦定向線圈110和正弦定向線圈112的構(gòu)造的位置。這樣的系統(tǒng)中的金屬目標(biāo)124的實(shí)際位置可以從由接收線圈104的輸出電壓測(cè)量到的角位置以及接收線圈110和接收線圈112的拓?fù)涞贸?。此外,如圖1b所示,線圈110的拓?fù)浜途€圈112的拓?fù)浔粎f(xié)調(diào)以提供對(duì)金屬目標(biāo)124的位置的指示。圖2a示出金屬目標(biāo)124的0°位置,為了便于說(shuō)明,余弦定向線圈110和正弦定向線圈112被分開(kāi)。其它傳感器線圈,無(wú)錫東英電子有限公司。

在金屬目標(biāo)124被放置在0°位置的情況下,正弦定向線圈112的環(huán)路114中的磁場(chǎng)108被金屬目標(biāo)124中生成的渦電流抵消,使得vc=0。在正弦定向線圈112的環(huán)路116中,環(huán)路116在金屬目標(biāo)124下方的一半中的磁場(chǎng)108被金屬目標(biāo)124中形成的渦電流抵消,但是環(huán)路116不在金屬目標(biāo)124下方的一半中的磁場(chǎng)108生成電壓。由于環(huán)路116的一半被暴露,因此生成的電壓為vd=-1/2。此外,在正弦定向線圈112的環(huán)路118中生成電壓,使得ve為1/2。然而,由環(huán)路116生成的電壓被在環(huán)路118中生成的電壓抵消,導(dǎo)致正弦定向環(huán)路112兩端的電壓信號(hào)為0;vsin=vc+vd+ve=0。在金屬目標(biāo)124相對(duì)于余弦定向線圈110的相同定向下,環(huán)路120被金屬目標(biāo)124覆蓋,使得va=0。環(huán)路122被暴露,使得vb=1。因此,余弦定向線圈110兩端的電壓vcos由va+vb=1給出。圖2b示出金屬目標(biāo)124相對(duì)于正弦定向線圈112和余弦定向線圈110處于90°位置。如圖2b所示,在正弦定向線圈112中,金屬目標(biāo)124完全覆蓋環(huán)路116,并且使環(huán)路114和環(huán)路118未被覆蓋。結(jié)果,vc=1/2、vd=0、以及ve=1/2,因此vsin=vc+vd+ve=1。類(lèi)似地,在余弦定向線圈110中,環(huán)路120的一半被覆蓋,導(dǎo)致va=-1/2,并且環(huán)路122的一半被覆蓋,導(dǎo)致vb=1/2。因此。傳感器線圈的線圈在制造過(guò)程中需要精確控制質(zhì)量。重慶國(guó)產(chǎn)傳感器線圈
傳感器線圈的線圈繞制緊密度影響其電磁特性。高溫傳感器線圈分類(lèi)
元啟發(fā)式優(yōu)化求解器往往很慢。因此,在一些實(shí)施例中,可以使用元啟發(fā)式全局搜索技術(shù),例如遺傳算法或粒子群算法。在一些實(shí)施例中,可以在步驟1104和步驟1106中使用確定性算法,例如內(nèi)部點(diǎn)方法,或信任區(qū)域算法。具體地,由于用于接收線圈804和接收線圈806的初始設(shè)計(jì)可以是標(biāo)準(zhǔn)的正弦和余弦輪廓,并且所得到的優(yōu)化設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致對(duì)初始設(shè)計(jì)的小的擾動(dòng),因此期望可以使用局部搜索方法來(lái)充分地查找導(dǎo)致佳設(shè)計(jì)的全局小值。優(yōu)化理論的基礎(chǔ)可以在例如以下中找到:,engineeringoptimization:theoryandpractice(工程優(yōu)化:理論與實(shí)踐),johnwiley&sons,2009年。圖12示出算法712的另一個(gè)實(shí)施例。在步驟1202中提供的輸入與針對(duì)圖11的步驟1102所討論的輸入相同。在步驟1204中,自動(dòng)生成提供大的對(duì)稱(chēng)性并減小所需的空間的發(fā)射線圈(tx)。在圖13中示出可以得到的示例發(fā)射線圈,其中根據(jù)在跡線到跡線的距離和通孔尺寸(焊盤(pán)半徑)方面的pcb規(guī)范來(lái)計(jì)算跡線偏離1304。此外,通過(guò)交替的通孔定位1302可以減小空間。在圖12所示的算法712的實(shí)施例中,該算法調(diào)整正弦接收線圈,并且相對(duì)于經(jīng)修改的正弦接收線圈來(lái)定義余弦接收線圈。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,代替修改正弦接收線圈。高溫傳感器線圈分類(lèi)