非接触式传感器的制作方法

本公开涉及位置传感器，并且更具体地，涉及这样一种非接触式传感器，即，该传感器确定接近该传感器的目标结构的存在和/或相对位置。

背景技术：

位置传感器(诸如电刷、滑环或导线)通常采用接触来指示可动构件的位置。消除接触是合乎需要的，并且可以减少由滑动电接触引起的电噪声和干扰。非接触式传感器在传感器与目标结构之间保持间隙，在存在这种物理间隙的情况下保持感测范围可能具有挑战性。

非接触式传感器的示例包括：基于电容的位置传感器、基于激光的位置传感器、电涡流感测位置传感器以及基于线性位移换能器的位置传感器。虽然各个类型的位置传感器都有其优点，但各个类型的传感器可能最适合特定应用。例如，当位置传感器的尺寸必须很小时，电容器的尺寸会使传感器变得不切实际。光学传感器可能在灰尘或油脂存在的情况下发生故障。磁传感器需要精确的壳体和机械组装，以避免因磁体或传感器未对准而造成的误差，其在某些应用中可能很难。另外，在某些应用中，传感器与目标结构之间的间隙的大小可以随时间变化，并且目标结构的位置可能导致一些线性位置传感器的准确度问题。

技术实现要素：

[技术问题]

因此，需要这样一种非接触式传感器，即，该传感器用于确定在离开该传感器不同距离处设置的目标结构的存在和/或相对位置。

[问题的解决方案]

一些实施方式基于这样的认识，即，在电感耦合期间生成的电磁近场的磁通量对于该电磁近场中的任何变化很敏感。磁通量的变化所造成的电磁近场的变化可以例如通过测量经由电感耦合由磁通量感生的电流引起的线圈上的电压来检测。

一些实施方式基于这样的认识，即，在电磁近场内移动的外部电磁结构的存在扰乱了磁场，因此可以基于测量电压的变化来检测。例如，目标结构的耦合改变磁场近场的形状反过来改变由该近场在连接线圈中产生的电流。此外，这种存在的影响也影响整个近场，使得这种检测对生成该近场的源(即，感测线圈)与目标结构之间的距离不太敏感。换句话说，增加生成近场的源(即，感测线圈)与目标结构之间的距离。这样，即使在离开该源的相对较大距离处，也可以检测到该近场内存在的目标结构。然而，一些实施方式基于这样的认识，即，对于某些应用来说，希望更进一步增加该距离。

一些实施方式基于这样的认识，即，一组多个电感耦合线圈可以感应更大量的电磁近场，由此增加用于感测存在的目标结构的范围。此外，如果磁通量在多个电感耦合线圈上感应电流，则不同线圈的电压之间的量值和/或差异表示目标结构在该近场内的相对位置。例如，可以对目标结构的潜在移动的轨迹进行采样，以确定与该轨迹上的目标结构的特定位置相对应的、连接线圈的电压的组合。本公开大体上涉及位置传感器，并且更具体地，涉及这样一种非接触式传感器，即，该传感器用于确定接近该传感器的目标结构的存在和/或相对位置。

因此，本公开的一个实施方式公开了一种传感器，该传感器包括一组线圈。该组线圈包括第一线圈和第二线圈，其中，所述第一线圈在接收到能量时生成电磁近场，使得所述电磁近场通过电感耦合向所述第二线圈提供所述能量的至少一部分，感应电流经过所述一组线圈。而且，检测器测量所述第一线圈和所述第二线圈中的至少一个线圈上的电压。最后，处理器检测到所述电压的值变化时，检测到接近所述一组线圈的目标结构的存在，其中，所述目标结构是在离开所述一组线圈的距离处移动的电磁结构。

本公开的另一实施方式公开了包括一种传感器，该传感器包括一组线圈。该组线圈包括第一线圈和第二线圈，其中，所述第一线圈在接收到能量时生成电磁近场，使得所述电磁近场通过电感耦合向所述第二线圈提供所述能量的至少一部分，感应电流经过所述一组线圈。而且，所述第二线圈的外表面区域的至少10％与所述第一线圈的外表面区域相邻。检测器测量所述第一线圈和所述第二线圈中的至少一个线圈上的电压。最后，处理器在检测到所述电压的值变化时，检测到接近所述一组线圈的目标结构的存在，其中，所述目标结构是在离开所述一组线圈的距离处移动的电磁结构。

根据本公开另一实施方式，提供了一种确定接近传感器的目标结构的存在和/或相对位置的方法。所述传感器包括一组线圈，其中，该组线圈包括第一线圈和第二线圈。所述第一线圈在接收到能量时生成电磁近场，其中，所述电磁近场通过电感耦合向所述第二线圈提供所述能量的至少一部分，感应电流以经过所述一组线圈。其中，检测器测量所述第一线圈或者所述第二线圈中的至少一个线圈上的电压。该方法包括：利用处理器，在检测到所述电压的值变化时，检测到接近所述一组线圈的目标结构的存在。其中，所述目标结构是在离开所述一组线圈的距离处移动的电磁结构。而且，如果所述一组线圈的所述电压的值没有变化，则通过所述处理器记录并在存储在存储器中，其中，所述存储器与所述处理器通信。检测单元检测所述一组线圈的电压的测量值，并将所述一组线圈的电压的所述测量值发送到所述处理器。所述处理器将所述一组线圈的电压的所述测量值与之前存储的参照值进行比较。所述处理器确定所述一组线圈的电压的值是否没有变化，如果没有变化，则不存在接近所述传感器的所述目标结构和/或没有该目标结构的相对位置。通过所述处理器确定是否检测到所述一组线圈的电压的值的变化，在确定检测到变化时，则存在所述目标结构存在，并且通过所述一组线圈的所述电压的值的变化量来确定所述目标结构的位置，所述变化量指示所述目标结构是处于零位置还是处于其它位置。

根据下面结合附图进行的详细描述，将变得更容易理解进一步的特征和有点。

参照附图，对目前所公开实施方式加以进一步描述。所示附图不一定按比例，相反，强调的是，通常被置于例示目前所公开实施方式的原理之下。

附图说明

图1是根据本公开一个实施方式的传感器的示意图；

图2是根据图1的实施方式的、图1的传感器的框图，该传感器用于确定目标结构相对于传感器的相对位置；

图3是根据本公开的实施方式的、用于确定目标结构的相对位置的方法的框图；

图4是根据本公开的一些实施方式的、电压值与目标结构的相对位置的映射的示例；

图5是根据本公开的实施方式的、具有第二线圈和第三线圈的传感器的示意图；

图6a示出了现有技术中已知的常规单电涡流线圈传感器，其中，目标结构是金属板；

图6b示出了根据本公开的实施方式的、位于第二线圈与第三线圈之间的电涡流线圈传感器，其中，目标结构是金属板；

图6c示出了现有技术中已知的常规感应式传感器，其中，目标结构是线圈；

图6d示出了根据本公开的实施方式的、位于第二线圈与第三线圈之间的电感式传感器，其中，目标结构是线圈；

图6e示出了根据本公开的实施方式的、图6d的配置因附加耦合项而导致由该对线圈修改的接收信号强度的频谱；

图7是根据本公开的实施方式的用于电涡流或电感式感测的感测线圈的示例；以及

图8例示了根据本公开的实施方式的图7的多个传感器的示例，所述多个传感器可以用于电涡流或感应感测。

图9例示了根据本公开的实施方式的图7的多个传感器的一附加实施例，所述多个传感器可以用于电涡流或电感感测。

具体实施方式

虽然上述附图阐述了目前所公开实施方式，但也可以设想其它实施方式，正如讨论中所指出的那样。本公开通过表述而非限制的方式来呈现例示性实施方式。本领域技术人员可以设计出落入目前所公开实施方式的原理的范围和精神内的许多其它变型例和实施方式。

下面的描述仅提供示例性实施方式，而非旨在对本公开的范围、适用性或构造进行限制。相反，示例性实施方式的以下描述将向本领域技术人员提供用于实现一个或更多个示例性实施方式的使能描述。在不脱离所附权利要求书中阐述的所公开主旨的精神和范围的情况下，设想了可以对部件的功能和排布结构进行的各种改变。

在以下描述中给出具体细节以提供对实施方式的透彻理解。然而，本领域普通技术人员应当明白，这些实施方式可以在不需要这些具体细节的情况下来实践。例如，所公开的主题中的系统、处理以及其它部件可以以框图形式示出为组件，以便在不必要的细节上模糊这些实施方式。在其它情况下，公知的处理、结构及技术可以在没有不必要的细节的情况下示出，以便避免模糊这些实施方式。而且，各个附图中的相同标号和指定表示相同部件。

而且，各实施方式可以被描述为描绘流程图、程序框图、数据流图、结构图或框图的处理。尽管流程图可以将操作描述为顺序处理，但许多操作可以并行或同时执行。另外，操作的次序可以重新排列。处理可以在其操作完成时终止，但可以具有图中未讨论或包括的附加步骤。而且，并非任何具体描述处理中的所有操作都可能发生在所有实施方式中。处理可以对应于方法、功能、过程、子例程、子程序等。当一个处理对应一个函数时，该函数的终止可以对应于该函数返回至调用函数或主函数。

而且，所公开主题的实施方式可以至少部分地、人工或自动实现。可以通过使用机器、硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或任何组合来执行或至少辅助手动或自动实现。当以软件、固件、中间件或微代码实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在机器可读介质中。处理器可以执行必要的任务。

图1示出了根据本公开一个实施方式的传感器100的示意图。传感器100包括第一线圈110(例如，感测线圈)，该第一线圈包括在接收到能量时生成电磁近场的电磁结构。传感器100还包括第二线圈120a(例如，无源线圈)，该第二线圈接近或邻近第一线圈110设置，使得该电磁近场经由电感耦合感应经过第一线圈110和第二线圈120a的电流。传感器100还包括检测器130，该检测器可以包括测量表示第一线圈110或第二线圈120a上的电压的数据的电压计。在一些实施方式中，检测器130可以是测量与感测线圈110或第二线圈120a相关的数据(如电流)等的一个或更多个测量装置，即，欧姆表。在另选实施方式中，可以通过以分析方式定义电压的其它测量来测量电压，例如，电流的测量。

本公开的一些实施方式基于这样的认识，即，存在的外部电磁结构(如在感测线圈110和第二线圈120a的电磁近场内移动的目标结构160)扰乱该磁场，因此可以基于测量的电压变化来检测。例如，目标结构160的耦合改变磁场近场形状，进而在接近该磁场时改变连接线圈(即，感测线圈110和第二线圈120a)中由近场产生的电流。此外，在整个近场内感受到这种存在的影响，使得这种检测对于生成该近场的感测线圈110和/或第二线圈120a与目标结构160之间的距离(即，该距离或间隙99增大)不太敏感。这样，即使目标结构在近场内处于相对大的距离处，也可以从感测线圈110和/或第二线圈120a检测到。

仍参照图1，设想第二线圈120a可以接近或邻近感测线圈110设置，使得第二线圈120a在接近感测线圈110放置时感应更大量的电磁近场，超过仅具有感测线圈110生成的电磁近场的量。在许多效果当中，至少有一种效果是目标结构160与感测线圈110和第二线圈120a之间的间隙99在与仅具有感测线圈110的间隙相比时增大，从而允许改进传感器100的操作。

例如，当附加线圈(即，第二线圈120a)被调谐至感测线圈110的谐振频率，并进一步耦合至感测线圈110时。附加线圈(即，第二线圈120a)与感测线圈110之间的耦合有助于感测线圈110与目标结构160之间的耦合。而且，附加线圈(即，第二线圈120a)可以是无源线圈。通过修改系统的频率响应和作为频率函数的阻抗来实现这种增强耦合。在某些频率下，耦合可能比以前强，而在其它频率下，耦合可能比以前弱。通过以具有增强耦合的频率工作，结果可以有效地提高感测线圈110的接收信号强度。具体来说，当感测线圈110所生成的磁场与目标结构160上感应的磁场之间的耦合增加时，对感测线圈110的阻抗的修改也相应增加。因此，在感测线圈110与目标结构160之间的相同距离处，传感器100变得更容易检测到因目标结构的接近而引起的变化。有效的是，可以在感测线圈110与目标结构160之间扩展感测范围，这导致提供已知传感器相关技术的技术改进。

具体来说，为了使传感器根据本公开进行工作，第二线圈的外表面区域的至少10％与第一线圈的外表面区域相邻。还设想第二线圈在按与目标结构的正面相对垂直或相对平行的方式设置在第一线圈附近时，可以包括第二线圈的与第一线圈的外表面区域相邻的外表面区域的至少15％，或至少20％，或至少30％。例如，第二线圈的与感测线圈相邻的表面区域的量与两个线圈之间的耦合系数成正比。这可以定义为互感m与自感l1和l2相乘的平方根之比)。例如，两个线圈的15％相邻表面区域的百分比表示耦合系数约为0.15。该耦合系数与第二线圈(120a)能够提供的阻抗变化量直接相关。

仍参照图1，目标结构160可以被设计为金属板，或者根据所配置的应用被设计为具有一个或更多个槽的金属板。在这种情况下，传感器通常可以被称作电涡流传感器。根据本发明的电涡流传感器基于由目标结构160引起的线圈阻抗的变化，来检测金属目标或目标结构160的位置。阻抗的变化量是目标结构160的位置的直接函数。然而，目标结构160也可以是类型与感测线圈110或第二线圈120a相同或不同的另一个线圈。在这种情况下，传感器可以被称作感应式传感器，其中，感应式传感器与电涡流传感器类似地工作，并且目标结构是感应线圈而不是金属板。

因此，可以利用处理器170，基于检测到145或未检测到155电压值的变化135，来确定存在140或不存在150接近感测线圈110和/或第二线圈120a的目标结构160。设想可以根据应用使用超过一个处理器170，使得处理器可以无线地或者经由硬布线与传感器通信。

仍参照图1，在不同的实施方式中，感测线圈110可以采用不同的形式。例如，感测线圈110可以围绕不同形状和材料的芯体绕线大量匝数。芯体可以是电介质(如塑料)或磁芯(如铁或铁氧体)。感测线圈110可以由诸如电路板之类的电介质基板上的诸如铜的薄金属材料制成。可以为感测线圈110设计单层板或多层板。感测线圈110因其匝间的电感和电容而可以是自谐振的，或者可以通过诸如连接至感测线圈110的电容器的附加组件而调谐成谐振。

图2示出了图1的用于确定目标结构160的相对位置180的传感器100的框图。在一些实现中，目标结构160和传感器100包括彼此面对的平坦表面。目标结构160包括至少一个无源谐振结构或在某个射频f0处具有谐振的无源结构。在一些实施方式中，目标结构160的移动可以是不受限制的。在另选实施方式中，目标结构160可以根据轨迹125移动，例如，在平行于传感器100的平坦表面的平面中。

传感器100包括：感测线圈110、第二线圈120a以及检测器130。检测器130可以包括检测结构(未示出)。感测线圈110可以是在接收到能量时生成电磁近场的电磁结构，如上所述。例如，感测线圈110是电流承载线圈。

仍参照图2，感测线圈110可以与检测器130电感耦合122，并且可以集成到一个电介质基板上，使得可以固定感测线圈110和第二线圈120a的相对位置。感测线圈110可以由射频电源115馈电。例如，在一个实施方式中，电源115可以经由具有与目标结构160相同的谐振频率的功率信号将能量提供至感测线圈110。在该实施方式中，目标结构160可以耦合162至感测线圈110。

在接收到能量时，磁通量通过每个线圈(感测线圈110和第二线圈120a)，并生成跨每个线圈的感应电压。线圈对的感应电压由检测器记录，其中，检测器130可以包括电压计或其它类似类型的测量单元。电压信息被提交给处理单元170，并且电压的量值和/或电压的差异被用于确定目标结构160的位置180。

图3示出了根据本公开一个实施方式的、用于确定目标结构的相对位置的方法的框图。当在感测线圈310或第二线圈附近不存在目标结构时，感测线圈的测量电压v1不变。注意，设想的是，可以测量第二线圈的测量电压v2，以识别在感测线圈或第二线圈附近是否不存在目标结构。检测器测量感测线圈的v1以检测电压的变化(δv)，其中，该信息可以存储330在处理单元中作为参照值，即，参照数据。注意，设想检测器可以测量第二线圈的v2以检测电压的变化(δv)，其中，该信息可以存储在处理单元中作为参照值，即，参照数据。传感器连续测量340感测线圈的v1和/或第二线圈的v2，以检测电压的变化(δv)，并将它们与此次的参照值发送给处理单元。如果没有检测到变化，则在范围370中没有目标结构。如果v1或者v2的测量值350或两者都有变化，则由处理单元分析这些值。如果v1和/或v2发生变化，则电压的新变化δv’360将基于参照值(即，参照数据)来确定存在目标结构以及该目标结构在近场内的位置。

本公开的一些实施方式基于这样的认识，即，当磁通量通过多个耦合线圈感应出电流时，感测线圈和/或第二线圈的电压的量值和/或变化基于参照值(即，参照数据)来表示目标结构在近场内的相对位置。例如，可以对目标结构的潜在移动轨迹进行采样以确定线圈(即，感测线圈和/或第二线圈)的电压，其对应于目标结构在轨迹上的特定位置。因此，本公开的一些实施方式确定表示线圈(即，感测线圈和/或第二线圈)中的任一个或两个的电压值的信息之间的映射，作为目标结构的相对位置。

图4示出了根据本公开的一些实施方式的至少一个线圈(即，感测线圈和/或第二线圈)的电压值420与目标结构的相对位置440的映射410的示例。在一些实施方式中，针对传感器周围空间中的不同位置来确定映射。在另选实施方式中，针对轨迹450来确定映射，例如，在与感测线圈或第二线圈的电磁结构平行的平面中。

例如，在一个实施方式中，检测器测量感测线圈上的第一电压和/或第二线圈上的第二电压，其中，处理器基于该电压值来确定目标结构相对于感测线圈或第二线圈的相对位置。在一些实现中，目标结构根据平行于感测线圈的电磁结构的平面中的轨迹移动，并且存储器190存储目标结构在轨迹上的一组位置与测量电压的一组值的映射。

图5示出了根据本公开另一实施方式的传感器500的示意图。图5示出了图1的传感器100的示意图，然而，接近或靠近感测线圈110设置了第三线圈520b或附加线圈，使得电磁近场经由电感耦合感应经过感测线圈110、第二线圈120a以及第三线圈520b的电流。

设想添加靠近感测线圈110的第三线圈520b在于第三线圈520b引起电磁近场相对于由感测线圈110连同第二线圈120a生成的感应电磁近场增大。在许多效果当中，至少有一种效果是目标结构160与感测线圈110、第二线圈120a以及第三线圈520b之间的间隙599可以增大超过图1的间隙99，从而允许改进传感器500的工作。

感测线圈110的位置可以位于第二线圈120a与第三线圈520b之间，使得第二线圈120a和第三线圈520b靠近或接近感测线圈110设置。设想第二线圈120a可以关于感测线圈110与第三线圈520b相对地对称设置。然而，并且另选地，第二线圈120a可以不关于感测线圈110与第三线圈520b相对地对称设置，致使第二线圈120a或第三线圈520b可以不同地设置，但仍然靠近感测线圈110。例如，第二线圈120a和第三线圈520b可以水平或垂直地设置在感测线圈110的相对两侧。潜在地，第二线圈120a和第三线圈520b可以位于感测线圈110的相对两侧，然而，第二线圈120a和第三线圈520b中的至少一个线圈可以设置为向感测线圈110的一侧偏移。

仍参照图5，例如，目标结构160的耦合改变了磁场近场形状，进而在接近该磁场时改变连接线圈(即，感测线圈110、第二线圈120a以及第三线圈520b)中由该近场产生的电流。此外，这种存在的影响在整个近场内感受到，使得这种检测对于生成该近场的感测线圈110和/或第二线圈120a与目标结构160之间的距离不太敏感(即，该距离或间隙599可以增大)。这样，即使目标结构存在于近场内相对于感测线圈110和/或第二线圈120a的相对较大距离处也可以检测到。换句话说，距离增大或间隙599增大超过图1的传感器100的间隙99。

设想第二线圈和第三线圈在按与目标结构的正面相对垂直或相对平行的方式设置在第一线圈附近时，可以包括第二线圈和第三线圈的、与第一线圈的外表面区域相邻的外表面区域的至少15％，或至少20％，或至少30％。例如，第二线圈和第三线圈的、与感测线圈相邻的表面区域的量与这三个线圈之间的耦合系数成正比。这可以定义为互感m与自感l1和l2相乘的平方根之比)。例如，这三个线圈的15％相邻表面区域的百分比表示耦合系数约为0.15。耦合系数进而又与第二线圈和第三线圈能够提供的阻抗变化量直接相关。

作为目标结构位置的函数的感测线圈阻抗变化

图6a和图6b示出了作为目标结构位置的函数的感测线圈阻抗的变化。图6a示出了常规的单个电涡流线圈10和目标结构60。其中，常规的电涡流阻抗被示出为目标结构60位置的函数。图6a示出了目标结构60是金属板，并且如虚线箭头所示沿着一个方向滑动。感测线圈10对准大约目标结构60的中间。在查看图6a的图表时，在没有附加线圈的情况下，常规的单个电涡流线圈10导致小于1欧姆的阻抗变化。

图6b示出了根据一个实施方式的、作为目标位置的函数的电涡流线圈阻抗。连同目标结构660，图6b示出了位于第二线圈620a与第三线圈620b之间的涡流线圈610或感测线圈。在图6b中，电涡流阻抗被示出为目标结构360位置的函数。图6b示出了目标结构660是金属板，并且如虚线箭头所示沿着一个方向滑动。在查看图6b的图表时，该对线圈(第二线圈620a和第三线圈620b)在靠近感测线圈610的两侧放置时，并且如果要进行与上述图6a中所完成的相同测量过程。针对与图6a相同的距离变化，该测量结果将是图6b中观察到的超过100欧姆的阻抗变化。在查看本公开的系统时，将图6b的图表的结果与图6a的图表的常规系统的结果相比较。图6b的本公开的系统示出了在确定目标结构位置的过程相对于图6a的常规系统的显著改进。针对目标结构(如图6a中的60和图6b中的660所示)，相同的位置变化对应于图6b中的本公开的系统的实验可测量参数(阻抗)的大得多的变化。因此，相对于图6a的传统系统，图6b所示的本公开的系统更容易检测目标结构的位置，并且更不容易受到噪声的影响。

线圈阻抗是频率的函数并且在谐振周围显著变化

图6c示出了常规的感应式传感器，其中，目标结构是线圈，而不是如上所述的金属板与图6a中的常规电涡流线圈。根据实施方式，图6d示出了目标结构是线圈结构。如上面关于示出图6b的本公开的系统的意外结果的实验数据所确定的那样，其显著超过图6a的传统系统，利用线圈结构作为目标结构，在图6d的本公开的系统中观察到可测量变化的类似改进超过图6c所示的常规系统。

因此，如图6d所示的目标线圈的电感通常远远高于作为金属板的目标结构的电感，与图3b所示的电涡流传感器的情况相比，导致了更显著的阻抗变化。因此，线圈阻抗是频率的函数并且在谐振周围显著变化。

图6c示出了常规的感应线圈11与标结构61，其中，目标结构是线圈。在图6c中，当目标结构从远离感测结构11的位置移动至与感测结构11对准的位置时，可测量的变化约为17％。

图6d示出了根据一个实施方式的位于第二线圈621a与第三线圈621b之间的感应线圈611以及目标结构661，其中，该目标结构是线圈。在查看图6d的图表时，该对线圈(第二线圈621a和第三线圈621b)在被添加至感测线圈611时，所观测的阻抗远高于图6c的常规单个感应线圈11。在图6d中，当目标结构661从远离感测结构661的位置移动至与感测结构661对准的位置时，可测量的变化约为50％。因此，从实验数据显示，利用线圈结构作为目标结构，图6d的本公开的系统提供的意外结果显著超过图6c的的常规系统。

仍参照图6d，如上所述，线圈阻抗是频率的函数并且在谐振周围显著变化。附加线圈(第二线圈621a和第三线圈621b)在耦合至感测线圈611时，在每个线圈中感应的不同幅度和相位的感应电流生成不同幅度和相位的磁场。这些感应磁场重叠在来自感测线圈611的磁场上，从而导致阻抗发生显著变化。因此，图6d所示系统的结果在确定目标结构位置的过程中的显著改进超过了图6c的常规系统。针对该目标结构(如图6c中的61和图6d中的661所示)，相同的位置变化对应于图6d中的本公开的系统的实验可测量参数(阻抗)的大得多的变化。因此，图6d所示系统可以更容易检测目标结构的位置，并且更不容易受到噪声的影响。

仍参照图6d，通过在感测线圈旁边使用另外一对线圈，可以修改频谱上的处于某个频率范围的磁场，从而增强目标结构线圈处的场强。注意，这对线圈可以是寄生线圈或无源线圈。

图6e示出了图6d的配置(具有位于第二线圈与第三线圈之间的感测线圈)接近线圈目标结构，因附加耦合项而导致接收信号强度的频谱被该对线圈(第二线圈和第三线圈)修改。其中，峰值也较高，这表示与目标线圈的较强耦合。因此，通过在峰值频率工作，使用附加线圈实现较高的信号强度成为可能。

设想感测线圈可以是单匝方形铜线圈，其两个端子连接至电源。而且，该感测线圈可以是多匝铜线圈，根据非限制例，其可以作为第二个线圈放置在印刷电路板上。更进一步，感测线圈可以由多匝金属线形成，其可以是印刷电路板中使用的薄而扁平的形式，或者可以通过绞合线或litz线构建。该感测线圈可以具有不同的几何图案。注意，第二线圈和目标线圈可以与感测线圈相同。第二线圈的几何形状可以与感测线圈相同，或者可以不同。目标结构可以是具有与感测线圈相同的几何形状的线圈，或者可以是不同的线圈，或者可以根本不是线圈形式，即，金属板、狭缝等。

图7是根据本公开的实施方式的用于电涡流或感应感测的传感器700的示例。感测线圈710可以是平坦的多匝螺旋结构，连接至电容器723b，并由高频电源715激励。根据本公开的实施方式，将一个或更多个附加线圈(即，第二线圈720a和第三线圈720b)靠近被激励的感测线圈710放置。第二线圈720a和第三线圈720b被调谐至与感测线圈710类似的谐振频率。

图8和图9是根据本公开的实施方式的图7的多个传感器的示例，所述多个传感器800、900可以用于电涡流或感应感测。例如，图8示出了按阵列布置的多个电涡流传感器或感应式传感器。阵列中的各个传感器根据目标结构提供读数。在电涡流传感器的情况下，目标结构可以是具有多个槽的金属板。在感应式传感器的情况下，目标可以是按阵列布置的多个线圈。可以将位置信息编码在目标结构中。其中，该阵列中的各个传感器根据相对于目标结构的相对位置提供读数。因此，可以根据阵列中的所有传感器的读数来生成代码。例如，当目标结构移动时，多个感测线圈可以获得新的代码。针对这种传感器阵列，所提出的方法也可以用于增强阵列中的每个传感器的性能，如图9所示。针对每个传感器，根据读数的幅度将模拟读数转换成数字信号0或1。所以在每个位置处，传感器的编码位为0或1。当在感测系统中包括多个传感器时，各个传感器因它们与目标结构的相对位置不同而具有不同的读数。因此，各个传感器生成编码位0或1，并通过将读数放在一起，来提供在各个位置处获得编码序列的结果。而且，根据本公开的各个方面，该系统使得提高信号强度和信噪比，使得可以提高准确度。

根据本公开，该组线圈可以是线圈阵列，其中，提供给线圈阵列的能量经由具有谐振频率的电力信号来自至少一个电源。而且，处理器在检测到电压的值变化时，检测目标结构阵列内接近该线圈阵列中的每组线圈的目标结构的存在。更进一步地，目标结构阵列中的各个目标结构是在离开线圈阵列中的一组线圈的距离处移动的电磁结构，使得所述传感器阵列中的每组线圈根据在所述目标结构阵列内的相对位置来提供位置读数，其中，可以通过读取传感器阵列中的每一组线圈来生成代码。

在一些实施方式中，该结构可以是相同或不同的设计，并且可以具有相同或不同的谐振频率。目标结构上的感应磁场在不同位置是不同的，并且不同地影响感应电压。因此，目标结构用作对应于不同位置的标度(scale)，并且可以被传感器用来确定位置信息。例如，三个测量通道可以独立地确定目标结构的位置。因此，附加通道可以用作第一通道的冗余。如果在一个通道的邻域有物体并影响测量，那么该冗余通道有助于获得正确的位置信息。因为三个测量通道之间的相对位置已知，所以多个通道也可以一起工作，并且用作线性编码器的一部分。

本公开的上述实施方式可以按许多方式中的任一种来实现。例如，这些实施方式可以利用硬件、软件或其组合来实现。在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二”的普通术语来修改权利要求部件不独立地暗示一个权利要求部件的任何优先级、优先权，或次序超过执行方法的动作的另一或临时次序，而是仅仅被用作用于区分具有特定名称的一个权利要求部件与具有相同名称(但供普通术语使用)的另一部件的标记，以区分这些权利要求部件。

尽管本公开已经参照特定优选实施方式进行了描述，但要明白的是，可以在本公开的精神和范围内进行各种其它改变和修改。因此，所附权利要求书的方面覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有这种改变和修改。

[工业应用]

本发明的传感器和确定存在接近传感器的目标结构和/或该目标结构的相对位置的方法可应用于多种领域的传感器。