CN113424025A - 具有边缘效应补偿的平面线性感应位置传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面线性感应位置传感器，该平面线性感应位置传感器包括至少一个振荡线圈；第一感测线圈，该第一感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿线性轴线感测导电物体的线性位置；和第二感测线圈，该第二感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘。第一感测线圈和第二感测线圈具有几何形状，该几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近时，在存在由振荡线圈生成的磁场的情况下，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当导电目标靠近时，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出的不相等的相对磁场的差与导电目标的位置相关。

Description

具有边缘效应补偿的平面线性感应位置传感器
本发明涉及位置感测技术和感应位置感测技术。更具体地，本发明涉及具有边缘效应补偿的平面线性感应位置传感器。
背景技术
位置传感器是汽车、工业和航空航天应用中的常见元件。每当关注安全性时，均绝对必须需要高度稳固且可靠的位置传感器。电位计用作位置传感器。它们是接触型传感器并且导致磨损和噪音。为了克服这些缺点，使用了非接触型传感器。这些传感器基于电感、电容、光学和霍尔效应原理。光学编码器提供了良好的分辨率，但导致更高的成本以及恶劣/受污染环境中的可靠性相关问题。霍尔效应传感器对温度和外部磁场敏感。电容传感器对极端环境变化非常敏感。
感应传感器用来使用由在一个或多个感测线圈中感应的磁场生成的电流将导电目标的线性位移或角运动转换为成比例电信号。一些感应位置传感器包括至少一个初级线圈和一个或多个次级线圈，该至少一个初级线圈承受产生磁场的振荡信号，该一个或多个次级线圈接收位置信息作为由磁场根据导电目标的位置感应的电流。
常规的感应位置传感器价格昂贵，并且由于振荡器和传感器线圈径向缠绕在磁芯上，因此它们占据了更多的空间。当线圈布置在印刷电路板上的平面中时，平面感应位置传感器是高性价比的。
平面感应传感器由一个或多个振荡器线圈、两个感测线圈和一个可移动导电目标组成，该可移动导电目标影响一个或多个振荡器线圈与感测线圈之间的磁耦接的强度。通过一个或多个振荡器线圈感应出交流电。该交流电的大小和相位取决于目标的位置。通过导电目标的涡电流引起感测线圈电流和电压的差。尝试配置感测线圈，使得在不受导电目标影响的均匀磁场中，感测线圈中感应的电压和电流彼此抵消。
现有技术的平面感应位置传感器的几个示例包括美国专利公布US 20050253576、美国专利号4,507,638、美国专利号6,522,128、美国专利号7,196,604和WO2002097374。一种具有两个感测线圈和缠绕在感测线圈周围的一对振荡器线圈的平面感应传感器在美国亚利桑那州钱德勒市的Microsemi公司(Microsemi Corporation of Chandler AZ)的申请注释AN-S1412“使用LX3301A的感应传感器线圈设计”(2017年)中公开。
可用的线性感应平面位置传感器的一个缺点是在传感器的边缘处总是存在不均匀的磁场。传感器边缘处的这种不均匀磁场导致在感测线圈中感应出偏移电压，这对传感器的准确性产生负面影响。
一般来讲，线性传感器中的边缘效应可通过将感测线圈远离振荡器线圈边缘放置而最小化，但是这种技术在空间受限的应用中是不可行的，因为它增加了传感器印刷电路板的尺寸。
首先参考图1，示意图示出了形成于基板10上的现有技术平面感应线性位置传感器8的示例，包括具有从中心抽头驱动的一对振荡器线圈区段12和14的振荡器线圈，由两个360°区段16a和16b形成的正弦感测线圈，区段16a从图1的左侧开始处于0°(sin 0°＝0)，并且区段16b从图1的左侧开始处于0°(-sin 0°＝0)并在它们的端点42、44处接合，由以虚线在参考标号18a和18b处示出的两个相对相位区段形成的余弦感测线圈，区段18a从图1的左侧开始处于0°(cos 0°＝1)，区段18b从图1的左侧开始处于0°(-cos 0°＝-1)并在它们的末端处通过区段46、48接合，可移动导电目标20。可移动目标20由导电材料形成，并且优选地由具有相对高电导率的材料诸如铜或铝形成。正弦感应线圈16a和16b被示出为具有引线22和24，并且余弦感应线圈18a和18b被示出为具有引线26和28。
本领域的普通技术人员将会知道，虽然图1所示的特定现有技术配置采用了一对振荡器线圈12和14，这对振荡器线圈12和14可方便地由在附图标号30处分接的单个线圈中心形成，其由信号Vin驱动并具有末端引线32和34，但是其他现有技术配置采用由合适的信号发生器驱动的单个振荡器线圈。
如本领域中所公知的，该对振荡器线圈12和14、正弦感测线圈段16a和16b以及余弦感测线圈段18a和18b可使用常规的印刷电路板制造技术在多层基板10上形成为单独的层。
振荡器信号可由传感器接口电路生成并且所感测的信号可由传感器接口电路接收和处理，传感器接口电路例如是单个传感器接口集成电路36，诸如购自美国亚利桑那州钱德勒市的Microsemi公司的LX3301A感应传感器接口集成电路。此类传感器接口电路可包括用于生成注入一个或多个振荡器线圈中的振荡器信号的信号发生器部分36a，以及用于分别感测来自正弦和余弦感测线圈的信号的感测电路36b和36c。电容器38和40分别耦接在振荡器线圈12和14的末端引线32和34与地之间，以形成LC谐振电路。电容器38和40的典型值可为约1.2nF。注入振荡器线圈区段12和14的振荡器信号(示为Vin)，其末端在图1中示为分别在连接部Osc.1和Osc.2处连接到感应传感器接口集成电路36的信号发生器部分36a，优选地是正弦波，并且注入振荡器线圈的振荡器信号的频率仅取决于振荡器线圈12、14的电感和电容器38和40各自的电容值。典型的非限制性振荡器频率范围可介于约1MHz和约6MHz之间。
由正弦或余弦感测线圈中的一个中的可移动导电目标20感应的电压是来自麦克斯韦方程的磁流的时间相关导数
Figure BDA0003206342680000031
法拉第感应定律利用通过由线环封闭的空间区域的磁通量ΦB。磁通量由表面积分定义。
Figure BDA0003206342680000032
将交流电Io(t)施加到振荡器线圈段12、14，从而产生交变磁场Bt(t)。交变磁场Bo(t)在可移动导电目标20(其在简化形式中为闭合导电回路)中感应出电流It(t)，该电流继而产生与激励交变磁场Bt(t)相反的交变磁场Bt(t)。
根据以下关系在正弦和余弦感测线圈中的每一个中从重叠交变磁场Bo(t)+Bt(t)感应出电压
Figure BDA0003206342680000041
其中A表示相应感测线圈的表面积。
应当指出的是，每个感测线圈具有两个表面，即正波瓣和负波瓣，它们指向相反的方向。在正波瓣中感应的电压为Ep，并且在负波瓣中感应的电压为En。结果是，在正弦感测线圈具有如图2中容易看到的对称线圈几何形状的情况下，由振荡器线圈段12、14引起的感应电压的部分为零；即
Figure BDA0003206342680000042
即，Ep-En＝0
当载流导体与另一个导体平行放置时，两个导体之间将存在磁耦接，从而产生附加的感应电压。由于正弦感测线圈区段16a和16b的最靠近振荡器线圈段12、14的端部的末端在点42和44处接合在一起，因此它们几乎不存在导体，如果有的话，这些导体具有足够接近的显著长度，以形成将与形成振荡器线圈12和14的端部的导体磁耦接的平行导体。
在余弦感测线圈区段18a和18b的情况下，总是存在由其末端区段46和48产生的边缘效应，该末端区段46和48被设置成将余弦区段18a和18b在其末端处连接在一起，如在图3中可见。这些末端区段46和48平行于形成振荡器线圈12和14的端部的导体取向，并且将磁耦接到形成振荡器线圈12和14的端部的导体。与在余弦感测线圈18a和18b的负波瓣中感应的电压(En)相比，这种耦接导致附加感应电压(Ep+ΔEp)从振荡器线圈12和14耦接到余弦线圈18a和18b的正波瓣中。因此，总是存在在余弦感测线圈中感应的偏移电压ΔEp，这意指
Figure BDA0003206342680000051
即，(Ep+ΔEp)-En≠0
余弦感测线圈上的非对称产生的电压将偏移电压加到从可移动目标耦接进来的电压上。这给信号的进一步处理带来了困难，并且引入了大量的测量误差。
图4为来自图1的平面感应线性位置传感器8的解调波形的振幅对位置曲线图，示出了从图1的传感器的正弦感测线圈16a和16b感测到的波形50以及从余弦感测线圈18a和18b感测到的波形52。从图4中可看出，在图4的解调余弦波形52中，存在由附图标记54表示的感应偏移电压。
发明内容
根据本发明，线性感应平面位置传感器通过补偿最佳空间结构内的边缘效应来提供高准确性线性位置。通过将振荡器线圈的长度配置为位于感测线圈的纵向边缘内来消除边缘效应。由于印刷电路板尺寸较小，最小空间结构具有降低成本的有益效果。本发明的线性感应平面位置传感器也可在多层印刷电路板中实施。
本发明的线性感应平面位置传感器是稳固的，因为其不具有移动的电触点，具有相对于温度的良好性能，并且具有高的抗粉尘性。本发明的线性感应平面位置传感器是绝对位置感测设备，这意指它不需要在上电时运动来确定位置。
当与传统的平面位置传感器相比时，本发明的线性感应平面位置传感器提供更好的准确性和空间利用率。本发明的线性感应平面位置传感器适配于空间受限和对价格敏感的应用中。应用包括制动踏板、液位感测和致动器等。
本发明的线性感应平面位置传感器通过消除边缘效应而在给定空间内提供改善的准确性。
与现有技术的线性感应平面位置传感器一样，高频AC载波信号被注入一个或多个振荡器线圈中。
根据本发明的一个方面，平面线性感应位置传感器形成在基板上并且包括至少一个振荡线圈。第一感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿线性轴线感测导电物体的线性位置。第二感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘。第一感测线圈和第二感测线圈具有几何形状，该几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在存在由振荡线圈生成的磁场的情况下，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出的不相等的相对磁场的差与导电目标的位置相关。
根据本发明的一个方面，基板是印刷电路板。
根据本发明的一个方面，振荡器线圈被成形为矩形，矩形的长边在待感测的导电目标的行进方向上对准。
根据本发明的一个方面，第一感测线圈形成为具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的正弦函数-sin x的360°周期的形状的第二区段，第一区段和第二区段两者共享公共轴线，第一感测线圈的第一区段和第二区段的第一末端在沿公共轴线的第一位置处会合并彼此电连接，并且第一区段和第二区段的第二末端在沿公共轴线的第二位置处会合并彼此电连接，第二感测线圈形成为具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的相对的第二区段，第二感测线圈的第一区段和第二区段两者共享公共轴线。第二感测线圈的第一区段和第二区段的第一末端彼此电连接，并且第二感测线圈的第一区段和第二区段的第二末端彼此电连接。目标的线性位置被感测为沿公共轴线的位置。
根据本发明的一个方面，至少一个摆动线圈被成形为具有两个区段的中心分接线圈。
根据本发明的一个方面，第一感测线圈和第二感测线圈的相对边缘各自沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘一定量，该量被选择为消除在第二感测线圈的相对边缘处感应的非目标存在偏移电压。
根据本发明的一个方面，平面线性感应位置传感器系统形成在基板上并且包括至少一个振荡线圈。第一感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿线性轴线感测导电物体的线性位置。第二感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘。第一感测线圈和第二感测线圈具有几何形状，该几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在存在由振荡线圈生成的磁场的情况下，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出的不相等的相对磁场的差与导电目标的位置相关。电容器耦接到振荡线圈上以形成谐振频率的谐振LC电路。信号发生器生成耦接到振荡器线圈的谐振频率下的信号，并且传感器电路耦接到第一感测线圈和第二感测线圈。
根据本发明的一个方面，第一感测线圈形成为具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的相对的第二区段，第一区段和第二区段两者共享公共轴线，第一感测线圈的第一区段和第二区段的第一末端会合并彼此电连接，并且第一区段和第二区段的第二末端会合并彼此电连接。第二感测线圈形成为具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的余弦函数-cos x的360°周期的形状的相对的第二区段。第二感测线圈的第一区段和第二区段两者共享公共轴线。第二感测线圈的第一区段和第二区段的第一末端彼此电连接，第二感测线圈的第一区段和第二区段的第二末端彼此电连接。目标的线性位置被感测为沿公共轴线的位置。
根据本发明的一个方面，用于检测导电目标相对于基板的线性位置的方法包括：在基板上提供振荡线圈；在基板上提供第一感测线圈和第二感测线圈，第一感测线圈和第二感测线圈具有几何形状，该几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在存在由振荡线圈生成的磁场的情况下，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出的不相等的相对磁场的差与导电目标的位置相关，所提供的第一感测线圈和第二感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿线性轴线感测导电物体的线性位置；用所生成的振荡器信号激励振荡线圈；测量从所生成的振荡器信号在第一感测线圈和第二感测线圈中感应的电压；以及根据在第一感测线圈和第二感测线圈中感应的电压差来确定导电目标的存在和位置。
根据本发明的一个方面，在基板上提供振荡线圈包括提供包括振荡线圈和电容器的谐振电路，该谐振电路具有谐振频率，并且用所生成的振荡器信号激励振荡线圈包括用谐振频率下的所生成的振荡器信号激励振荡线圈。
根据本发明的一个方面，在基板上提供第一感测线圈和第二感测线圈包括提供第一感测线圈，该第一感测线圈形成为具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的相对的第二区段，第一区段和第二区段两者共享公共轴线。第一区段和第二区段的第一末端在沿公共轴线的第一位置处会合并彼此电连接，并且第一区段和第二区段的第二末端在沿公共轴线的第二位置处会合并电连接。提供第二感测线圈，该第二感测线圈形成为具有从0°开始的余弦函数cosx的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的相对的第二区段，第二感测线圈的第一区段和第二区段两者共享公共轴线，第二感测线圈的第一区段和第二区段的第一末端彼此电连接，并且第一区段和第二区段的第二末端彼此电连接。
附图说明
下面将参考实施方案和附图更详细地解释本发明，附图中示出：
图1是描绘现有技术的线性感应平面位置传感器的附图；
图2是描绘图1的现有技术的线性感应平面位置传感器的正弦感测线圈部分的附图；
图3是描绘图1的现有技术线性感应平面位置传感器的余弦感测线圈部分的附图；并且
图4是来自图1的平面感应线性位置传感器的解调波形的振幅对位置曲线图，示出了从正弦和余弦感测线圈感测到的波形；
图5是描绘根据本发明的线性感应平面位置传感器的附图；
图6是根据本发明的具有偏移补偿的来自图5的平面感应线性位置传感器的解调波形的振幅对位置曲线图，示出了从正弦和余弦感测线圈感测到的波形；并且
图7是示出根据本发明的例示性方法的流程图。
具体实施方式
本领域普通技术人员将认识到，以下描述仅是例示性的而非以任何方式进行限制。本领域技术人员将易于想到其他实施方案。
现在参见图5，该图示出了根据本发明的线性感应平面位置传感器60。图5的平面感应线性位置传感器60包括存在于图1的现有技术平面感应线性位置传感器8中的元件。这些元件将在图5中使用与用来标识图1中的这些元件相同的附图标号来指代，但这些元件的相对几何形状根据本发明的原理而不同。
图5的平面感应线性位置传感器60包括具有一对振荡器线圈段12和14的中心分接振荡器线圈。振荡器线圈优选地为矩形形状，矩形的长边在待由平面感应线性位置传感器60感测的可移动导电目标20的行进方向上对准。正弦感测线圈由两个互补的360°正弦函数区段(sin x和-sin x两者均从0°开始，其中sin 0°＝-sin 0°＝0)16a和16b形成，并且余弦感测线圈由两个互补的360°余弦函数区段cosx和-cos x形成，两者均从0°开始，其中cos0°＝1且-cos 0°＝-1)，这两个互补的360°余弦函数区段以虚线在参考标号18a和18b处示出。可移动目标20由导电材料形成，并且优选地由具有相对高电导率的材料诸如铜或铝形成。如本领域中已知的，该对振荡器线圈12和14、正弦感测线圈段16a和16b以及余弦感测线圈段18a和18b可使用常规的印刷电路板制造技术在多层基板10上形成为单独的层。
正弦感测线圈被示出为具有引线22和24，并且余弦感测线圈被示出为具有引线26和28。该对振荡器线圈12和14可由单个线圈形成，该单个线圈在附图标号30处具有中心抽头和末端引线32和34，从该中心抽头驱动该单个线圈。振荡器信号可由传感器接口电路生成并且所感测的信号可由传感器接口电路接收和处理，传感器接口电路例如是单个传感器接口集成电路36，诸如购自美国亚利桑那州钱德勒市的Microsemi公司的LX3301A感应传感器接口集成电路。此类传感器接口电路36可包括用于生成注入一个或多个振荡器线圈中的振荡器信号的信号发生器部分36a，以及用于分别感测来自正弦和余弦感测线圈的信号的感测电路36b和36c。电容器38和40分别耦接在振荡器线圈12和14的末端引线32和34与地之间，以形成LC谐振电路。电容器38和40的典型值可为约1.2nF。注入振荡器线圈12和14中的振荡器信号优选地为正弦波，并且注入振荡器线圈中的振荡器信号的频率仅取决于振荡器线圈的电感以及电容器38和40各自的电容值。典型的非限制性振荡器频率范围可介于约1MHz和约6MHz之间。
如在图1的现有技术平面感应线性位置传感器8中，正弦区段16a和16b的最靠近图5的平面感应线性位置传感器60中的振荡器线圈的端部的末端在点42和44处接合在一起。类似地，余弦区段18a和18b的末端在末端区段46和48处接合在一起。
如在图1的现有技术平面感应线性位置传感器8中，最靠近振荡器线圈的端部的正弦感测线圈段16a和16b的末端在点42和44处接合在一起，并且它们几乎不存在导体，如果有的话，这些导体具有足够接近的显著长度，以形成将与形成振荡器线圈12和14的端部的导体磁耦接的平行导体。
在图5的平面感应线性位置传感器60中，由其末端区段46和48产生的余弦感测线圈区段18a和18b的边缘效应也在传感器的每个末端处感应出电压ΔEp/2，该末端区段46和48被设置成将相对的余弦区段18a和18b在其末端处连接在一起。通过抵消从振荡器线圈12和14耦接到余弦线圈18a和18b的正波瓣中的附加感应电压(Ep+ΔEp)来补偿由末端区段46和48的存在引起的这些电压。这通过将振荡器线圈12和14缩短如图5所示的距离d使得其外边缘位于余弦感测线圈区段18a和18b的末端区段46和48内来实现。应当注意，d是相对于末端区段46、48而非相对于现有技术的布置来定义的。这种缩短在传感器的每个边缘处引起附加的相对偏移电压ΔEn/2。在距离d处，当不存在可移动目标时，附加的相对偏移电压ΔEn/2的量值等于在传感器的边缘处感应的偏移电压ΔEp/2并与其相对。在余弦感测线圈的输出抽头处产生零和电压。
Figure BDA0003206342680000111
即，(Ep+ΔEp)-(En+ΔEn)＝0
根据本发明的振荡器线圈的精确短路取决于被补偿的单独传感器的几何形状，并且必须针对每个单独的情况来确定。振荡器线圈从余弦线圈的边缘向内移动的距离d取决于许多因素，包括线圈几何形状和目标尺寸。距离d应针对每种情况进行调整以补偿偏移，因为传感器是非常复杂的电磁结构，在d与传感器的几何形状之间不存在直接的数学关系。例如，在使用宽度为10.5mm的目标的具有宽度为55mm的余弦线圈的传感器中，1.24mm的距离d补偿偏移误差。
图6是根据本发明的具有偏移补偿的来自图5的平面感应线性位置传感器60的解调波形的振幅对位置曲线图，示出了从正弦和余弦感测线圈感测到的波形。从正弦感测线圈16a和16b感测波形62，并且从图5的平面感应线性位置传感器60的余弦感测线圈18a和18b感测波形64。从图5中可看出，在图5的解调余弦波形64中不存在感应偏移电压。
现在参考图7，流程图示出了根据本发明的示例性方法。该方法在附图标号70处开始。在附图标号72处，提供了基板。在附图标号74处，振荡线圈设置在基板上。在附图标号76和78处，第一感测线圈和第二感测线圈设置在基板上，第一感测线圈和第二感测线圈具有几何形状，该几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在存在由振荡线圈生成的磁场的情况下，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当导电目标靠近第一感测线圈和第二感测线圈时，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在第一感测线圈和第二感测线圈中感应出的不相等的相对磁场的差与导电目标的位置相关，第一感测线圈和第二感测线圈具有沿线性轴线延伸超过振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿线性轴线感测导电物体的线性位置。在附图标号80处，振荡线圈用所生成的振荡器信号来激励。在附图标号82处，测量从所生成的振荡器信号在第一感测线圈和第二感测线圈中感应的电压。在附图标号84处，根据在第一感测线圈和第二感测线圈中感应的电压差来确定导电目标的存在和位置。
该方法在附图标号86处结束。
虽然已经示出和描述了本发明的实施方案和应用，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文的发明构思的情况下，可以进行比上述更多的修改。因此，除了所附权利要求的实质之外，本发明不受限制。

Claims (15)

1.一种平面线性感应位置传感器，包括：
基板；
至少一个振荡线圈；
第一感测线圈，所述第一感测线圈具有沿线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿所述线性轴线感测导电物体的线性位置；
第二感测线圈，所述第二感测线圈具有沿所述线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘的相对边缘；
所述第一感测线圈和所述第二感测线圈具有几何形状，所述几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近所述第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在存在由所述振荡线圈生成的磁场的情况下，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当所述导电目标靠近所述第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出的所述不相等的相对磁场的差与所述导电目标的所述位置相关。
2.根据权利要求1所述的平面线性感应位置传感器，其中所述基板是印刷电路板。
3.根据权利要求1所述的平面线性感应位置传感器，其中振荡器线圈被成形为矩形，所述矩形的长边在待感测的所述导电目标的行进方向上对准。
4.根据权利要求1所述的平面线性感应位置传感器，其中：
所述第一感测线圈形成为具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的正弦函数-sin x的360°周期的形状的第二区段，所述第一区段和所述第二区段两者共享公共轴线，所述第一区段和所述第二区段的第一末端在沿所述公共轴线的第一位置处会合并彼此电连接，并且所述第一区段和所述第二区段的第二末端在沿所述公共轴线的第二位置处会合并彼此电连接；
所述第二感测线圈形成为具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的相对的第二区段，所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段两者共享所述公共轴线，所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第一末端彼此电连接，并且所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第二末端彼此电连接；并且
其中所述目标的线性位置被感测为沿所述公共轴线的位置。
5.根据权利要求1所述的平面线性感应位置传感器，其中所述至少一个振荡线圈形成为具有两个区段的中心分接线圈。
6.根据权利要求1所述的平面线性感应位置传感器，其中所述第一感测线圈和所述第二感测线圈的所述相对边缘各自沿所述线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘一定量，所述量被选择为消除在所述第二感测线圈的所述相对边缘处感应的非目标存在偏移电压。
7.一种平面线性感应位置传感器系统，包括：
基板；
振荡线圈；
第一感测线圈，所述第一感测线圈具有沿线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿所述线性轴线感测导电物体的线性位置；
第二感测线圈，所述第二感测线圈具有沿所述线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘的相对边缘；
所述第一感测线圈和所述第二感测线圈具有几何形状，所述几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近所述第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在存在由所述振荡线圈生成的磁场的情况下，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当所述导电目标靠近所述第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出的所述不相等的相对磁场的差与所述导电目标的所述位置相关；
电容器，所述电容器耦接到所述振荡线圈以形成谐振频率下的谐振LC电路；
信号发生器，所述信号发生器生成耦接到所述振荡器线圈的所述谐振频率下的信号；和
传感器电路，所述传感器电路耦接到所述第一感测线圈和所述第二感测线圈。
8.根据权利要求7所述的平面线性感应位置传感器系统，其中所述基板是印刷电路板。
9.根据权利要求7所述的平面线性感应位置传感器系统，其中：
所述第一感测线圈形成为具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的相对的第二区段，所述第一区段和所述第二区段两者共享公共轴线，所述第一感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第一末端会合并彼此电连接，并且所述第一感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第二末端会合并彼此电连接；
所述第二感测线圈形成为具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的余弦函数-cos x的360°周期的形状的相对的第二区段，所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段两者共享所述公共轴线，所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第一末端彼此电连接，并且所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第二末端彼此电连接；并且
其中所述目标的线性位置被感测为沿所述公共轴线的位置。
10.根据权利要求7所述的平面线性感应位置传感器系统，其中所述振荡线圈形成为中心分接线圈。
11.根据权利要求10所述的平面线性感应位置传感器系统，其中耦接到所述振荡线圈以形成在谐振频率下的谐振LC电路的所述电容器包括：
第一电容器，所述第一电容器耦接到所述中心分接线圈的第一末端；和
第二电容器，所述第二电容器耦接到所述中心分接线圈的第二末端。
12.根据权利要求7所述的平面线性感应位置传感器系统，其中所述第一感测线圈和所述第二感测线圈的所述相对边缘各自沿所述线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘一定量，所述量被选择为消除在所述第二感测线圈的所述相对边缘处感应的非目标存在偏移电压。
13.一种用于检测导电目标相对于基板的所述线性位置的方法，包括：
在所述基板上提供振荡线圈；
在所述基板上提供第一感测线圈和第二感测线圈，所述第一感测线圈和所述第二感测线圈具有几何形状，所述几何形状被选择为使得当没有导电目标靠近所述第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在存在由所述振荡线圈生成的磁场的情况下，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出相等的相对磁场，并且当所述导电目标靠近所述第一感测线圈和所述第二感测线圈时，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出不相等的相对磁场，在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应出的所述不相等的相对磁场的差与所述导电目标的所述位置相关，所提供的所述第一感测线圈和所述第二感测线圈具有沿线性轴线延伸超过所述振荡线圈的相对边缘的相对边缘，将沿所述线性轴线感测所述导电物体的所述线性位置；
用所生成的振荡器信号激励所述振荡线圈；
测量从所生成的振荡器信号在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应的电压；以及
根据在所述第一感测线圈和所述第二感测线圈中感应的所述电压差来确定所述导电目标的存在和位置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述基板上提供振荡线圈包括提供包括所述振荡线圈和电容器的谐振电路，所述谐振电路具有谐振频率；并且
用所生成的振荡器信号激励所述振荡线圈包括用所述谐振频率下的所生成的振荡器信号激励所述振荡线圈。
15.根据权利要求13所述的方法，其中在所述基板上提供第一感测线圈和第二感测线圈包括：
提供所述第一感测线圈，所述第一感测线圈形成为具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的正弦函数sin x的360°周期的形状的相对的第二区段，所述第一区段和所述第二区段两者共享公共轴线，所述第一感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第一末端会合并彼此电连接，并且所述第一感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第二末端会合并彼此电连接；以及
提供所述第二感测线圈，所述第二感测线圈形成为具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的第一区段，以及具有从0°开始的余弦函数cos x的360°周期的形状的相对的第二区段，所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段两者共享所述公共轴线，所述第二感测线圈的所述第一区段和所述第二区段的第一末端彼此电连接，并且所述第一区段和所述第二区段的第二末端彼此电连接。
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