多层励磁环的制作方法

本公开涉及用于减小换能器中的热引起的应力的系统和技术。

背景技术：

换能器可检测沿着输入轴线的定向刺激并且可将该刺激转换成测量信号。换能器可通过检测检验质量组件沿着输入轴的位移来检测定向刺激。检验质量组件可定位在各自产生磁场的两个磁路组件之间，并且检验质量组件上的线圈可与磁场交互。在操作期间，检验质量组件可能会受到各种条件的影响，这些条件降低了换能器的准确度。例如，检验质量组件和磁路组件可具有不同的热膨胀系数(cte)，其响应于温度变化而导致不同量的膨胀。这些不同量的膨胀可能会产生使检验质量组件卷曲的应力。为了解决传感器输出中由这些温度引起的应力所导致的偏差，传感器可具有偏置温度系数(btc)和偏置热滞后(bth)，该偏置温度系数和偏置热滞后量化了传感器输出可能由于温度变化而偏移的量。然而，btc和bth的高振幅和波动可能会降低传感器输出的准确度。

技术实现要素：

本文所述的多层励磁环可作为换能器(诸如加速度计)的一部分用于通过减小测量部件之间的应力来提高换能器的准确度。换能器包括一对磁路组件和定位在磁路组件之间的检验质量组件。每个磁路组件包括用于生成磁场的磁体和用于提供磁场的磁返回路径的励磁环。励磁环联接到磁体和检验质量组件的外径向部分两者。由于励磁环与相应磁体或检验质量组件之间的cte失配，换能器的温度变化可在励磁环与磁体或检验质量组件之间产生径向应力。

在一些示例中，励磁环包括位于磁体下面的多层基座和覆盖在基座上面并且围绕磁体的外环。多层基座包括直接位于磁体下面的平台层和位于平台层和外环下面的上部基座层。平台层具有基本上类似于磁体的cte的相对高cte，从而减小磁体与平台层之间的cte失配，并且相应地减小磁体与平台层之间的界面处的径向应力。因此，磁体可利用对应于较低粘附力阈值的减小的粘结线联接到平台层，从而减小通过磁体与平台层之间的界面的磁通量的变化。

外环和上部基座层可具有基本上类似于检验质量组件的cte的相对低cte，从而减小检验质量组件上的径向应力。然而，平台层的相对高cte和上部基座层的相对低cte可导致基座轴向地变形(例如，翘曲)。为了抵消这种变形，基座可包括下部基座层，该下部基座层位于具有相对高cte的上部基座层下面。平台层和下部基座层的相对高cte轴向平衡上部基座层的相对低cte，使得外环的上表面可基本上保持平面性。因此，励磁环可对检验质量组件施加减小的径向应力，从而提高换能器的准确度。

在一些示例中，本公开描述了包括磁体组件和励磁环的磁路组件。磁体组件限定中心轴线并且包括极片和位于极片下面的磁体。励磁环包括基座和围绕磁体组件定位的外环。基座包括位于磁体下面的平台层、位于平台层下面的上部基座层和位于上部基座层下面的下部基座层。外环覆盖在上部基座层上面并且被配置为联接到检验质量组件的外径向部分。平台层、下部基座层和磁体由相对高热膨胀系数(cte)材料制成，而上部基座层和外环由相对低cte材料制成。每种相对高cte材料具有比每种相对低cte材料更高的cte。

在一些示例中，本公开描述了一种换能器，该换能器包括上部磁路组件、下部磁路组件和定位在上部磁路组件和下部磁路组件之间的检验质量组件。上部磁路组件和下部磁路组件中的每一者包括磁体组件和励磁环。磁体组件限定中心轴线并且包括极片和位于极片下面的磁体。励磁环包括基座和围绕磁体组件定位的外环。基座包括位于磁体下面的平台层、位于平台层下面的上部基座层和位于上部基座层下面的下部基座层。外环覆盖在上部基座层上面并且被配置为联接到检验质量组件的外径向部分。平台层和下部基座层由相对高热膨胀系数(cte)材料制成，而上部基座层和外环由相对低cte材料制成。每种相对高cte材料具有比每种相对低cte材料更高的cte。

在一些示例中，本公开描述了一种形成磁路组件的方法，该方法包括形成上部基座层和覆盖在上部基座层上面的外环。上部基座层和外环中的每一者由相对低cte材料制成。该方法还包括在上部基座层的上表面上形成平台层以及在上部基座层的下表面上形成下部基座层以形成励磁环。平台层和下部基座层中的每一者由相对高cte材料制成。该方法还包括在平台层的上表面上形成磁体和极片。每种相对高cte材料具有比每种相对低cte材料更高的cte。

附图说明

附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。其他特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中显而易见。

图1a是示出示例性换能器的分解图。

图1b是示出示例性磁路组件和检验质量组件的横截面侧视图。

图2a是示出示例性励磁环的横截面侧视图。

图2b是示出示例性励磁环的横截面侧视图。

图3a是示出制造换能器的示例性方法的流程图。

图3b是使用图3a的示例性方法形成的励磁环的基座的分解图。

图3c是使用图3a的示例性方法形成的励磁环的基座的分解图。

具体实施方式

图1a是示出示例性换能器10(例如，力平衡式加速度计)的分解图，该换能器包括上部磁路组件12、下部磁路组件14(例如，统称为“上部磁路组件12和下部磁路组件14”)以及定位在上部磁路组件12与下部磁路组件14之间的检验质量组件20。检验质量组件20可包括检验质量22、支撑结构24以及将检验质量22挠性地连接到支撑结构24的第一挠曲件28和第二挠曲件38(统称为“挠曲件28和38”)。

支撑结构24可为检验质量22提供结构支撑并且帮助保持检验质量22与上部磁路组件12和下部磁路组件14之间的分离。尽管如图1所示的支撑结构24为圆形形状，但支撑结构24可为任何形状(例如，正方形、矩形、椭圆形等)，并且可围绕或可不围绕检验质量22。检验质量22可使用一个或多个挠曲件28和38挠曲地联接到支撑结构24，以将检验质量22支撑在支撑结构24内并且使检验质量22能够围绕由支撑结构24所限定的平面移动。例如，挠曲件28和38可在径向方向上(例如，垂直于中心轴线51)为刚性并且在竖直方向上(例如，沿着中心轴线51)为挠性，使得挠曲件28和38允许检验质量22由于换能器10的加速度而在基本上正交于(例如，正交于或几乎正交于)由支撑结构24所限定的平面的方向上移动。支撑结构24可包括安装垫34和44和一个或多个电迹线32和42。挠曲件28和38可在挠曲件28和38的相应挠曲件的上表面或下表面上包含一个或多个薄膜引线30和40，该一个或多个薄膜引线被配置为跨相应挠曲件传输电信号。

在图1a的示例中，检验质量组件20可在检验质量组件20的外径处由磁路组件12和14夹持。上部磁路组件12和下部磁路组件14可使用相应安装垫(例如，安装垫34和44)中的一个或多个安装垫附接(例如，夹持)到检验质量组件20的相对侧。安装垫34和44可定位在支撑结构24上的各个位置处，并且可采用任何形式或形状并且可以任何量存在。在一些示例中，可升高安装垫34和44，使得当换能器10被完全组装时，安装垫34和44可接触上部磁路组件12和下部磁路组件14以将检验质量组件20与上部磁路组件12和下部磁路组件14分开以及为检验质量组件20提供安装支撑。例如，安装垫34和44的高度可限定上部磁路组件12和下部磁路组件14与检验质量22上的上部电容拾取板和下部电容拾取板(例如，上部电容拾取板26)之间的电容间隙。在一些示例中，安装垫34和44可由压电材料制成，诸如石英(sio2)、块磷铝矿(alpo4)、正磷酸镓(gapo4)、thermaline、钛酸钡(batio3)或锆钛酸铅(pzt)、氧化锌(zno)或氮化铝(aln)等。

检验质量22可包括安装在检验质量22的上表面和/或下表面上的一个或多个电容拾取板(例如，上部电容拾取板26)和一个或多个力平衡式线圈(例如，上部力平衡式线圈36)。在一些示例中，上部电容拾取板26和上部力平衡式线圈36可被配置为与上部磁路组件12交互以测量施加到换能器10的加速度。例如，随着加速度被施加到换能器10，检验质量22可从零位偏斜，使得上部电容拾取板26与上部磁路组件12的面向内的表面之间的电容隙的距离改变(例如，增大或减小)，从而导致电容变化，并且相应地导致电容测量结果的变化。在一些示例中，电容的变化可用于确定施加到换能器10的加速度的量。

除此之外或另选地，换能器10可被配置为基于电容的变化将电流施加到上部力平衡式线圈36(例如，通过薄膜引线40)，使得上部力平衡式线圈36与上部磁路组件12的磁极片结合充当伺服机构以将检验质量22的位置保持在零位。施加到上部力平衡式线圈36以将检验质量22保持在零位的电流可用于确定施加到换能器10的定向刺激(诸如加速度)的量。例如，到达平衡式线圈36的电流的量值可以是检验质量22沿着中心轴线51的加速度的量度。虽然本公开就上部电容拾取板26和上部力平衡式线圈36而言描述了换能器10的操作，但此类描述可等同地适用于下部电容拾取板和下部力平衡式线圈、上部电容拾取板和下部电容拾取板的组合以及下部力平衡式线圈的使用。

检验质量组件20的部件(诸如支撑结构24和检验质量22)可使用任何合适的材料形成。在一些示例中，检验质量组件20可由压电材料制成，诸如石英(sio2)、块磷铝矿(alpo4)、正磷酸镓(gapo4)、thermaline、钛酸钡(batio3)或锆钛酸铅(pzt)、氧化锌(zno)或氮化铝(aln)等。在一些示例中，检验质量组件20可由相对低cte材料制成。相对低cte材料可以是cte小于或等于约3ppm/℃的材料。例如，检验质量组件可由cte为约0.5ppm/℃的熔融二氧化硅制造。

上部磁路组件12和下部磁路组件14各自包括磁体组件50和励磁环52(未针对上部磁路组件12标记)。磁体组件50限定穿过换能器10的中心轴线51。磁体组件50包括极片56和位于极片56下面的磁体54。磁体54可被配置为提供磁场以驱动下部磁路组件14的磁路。在一些示例中，磁体54可由铝镍钴合金、钐-钴、钕-铁-硼、铁-铬-钴、金属氧化物-铁氧体(尖晶石)或其他此类材料制成。在一些示例中，磁体54可由相对高cte材料制造。相对高cte材料可具有比相对低cte材料(诸如上部基座层68或外环62的相对低cte材料)更高的cte。相对高cte材料可以是例如cte大于8ppm/℃的材料。例如，磁体54可由铝镍钴合金制造，其具有约11ppm/℃的cte。

励磁环52可被配置为为由磁体54生成的磁场提供磁返回路径。例如，如将在图1b中进一步所示，励磁环52可具有带“c”横截面的大致圆柱形形状。极片56可为将由磁体54产生的磁场聚焦以驱动上部磁路组件12的磁结构。例如，极片56可引导磁场流过力平衡式线圈36。通过引导磁场通过力平衡式线圈36，磁场可进入励磁环52并且通过励磁环52环流到磁体54的相对侧，并且通过磁体54回流到极片56，从而完成磁路。在一些示例中，励磁环52可由具有相对高的相对磁导率诸如大于约1500的最大相对磁导率的材料制造。在一些示例中，励磁环52可由在相对高的磁通量密度(诸如大于5000高斯)下饱和的材料制造。

在一些示例中，上部磁路组件12和下部磁路组件14可包括面向内(即，朝向检验质量组件20)的表面60，该面向内的表面被配置为与检验质量组件20的部分交互。上部磁路组件12和下部磁路组件14还可包括沿着其中定位有磁体组件的相应面向内的表面的线圈间隙58。线圈间隙58可被配置为接纳检验质量组件20的力平衡式线圈36。在一些示例中，励磁环52的至少一部分可由具有相对高的相对磁导率的材料(诸如殷钢或超殷钢)制造以提供磁返回路径。

如上面所指出的，检验质量组件20和磁路组件12和14的材料可具有不同的热膨胀系数(cte)。例如，磁体54可由铝镍钴合金或具有相对高的磁场强度的另一种材料制造，而检验质量组件20可由熔融石英或具有高弹性行为的另一种材料制造。例如，检验质量组件20可响应于所施加的应力而从初始状态变形为挠曲状态，并且一旦所施加的应力被移除就返回到初始状态。主要基于类似cte选择用于磁体54和/或检验质量组件20的材料可能会导致磁体54和/或检验质量组件20的重要性质的折衷。在一些情况下，磁体54的cte可显著高于检验质量组件20的cte；例如，铝镍钴合金的cte可为约11ppm/℃，而熔融二氧化硅的cte可为约0.5ppm/℃。因此，均匀励磁环可在励磁环52与磁体54之间和/或励磁环52与检验质量组件20之间产生cte的实质性差异。当换能器10经历温度变化时，磁体54与励磁环52之间和/或励磁环52与检验质量组件20之间的cte差异可产生使检验质量组件20变形或移位的径向应力和/或可通过使通过励磁环52的磁通量变形的机构来减轻。例如，由热膨胀引起的长度变化可由以下公式1表示：

δl＝lαδt(公式1)

在上面的公式1中，长度变化(δl)可等于每个部件的长度(l)(例如，检验质量组件20的横截面直径和/或磁路组件12和14的直径)乘以部件的材料的cte(α)和部件的温度变化(δt)。励磁环52可具有比检验质量组件20更高的cte，并且响应于温度的增加，对检验质量组件20施加向外的径向应力。因此，随着换能器10的直径增大，检验质量组件20上的径向应力可随着温度增加而增大。如果检验质量组件20并非基本上对称的，则检验质量组件20可响应于向外径向应力而轴向翘曲。检验质量组件20与励磁环52之间的摩擦系数和法向力可由径向向外应力克服，使得安装垫34、44可滑动并且改变检验质量组件20的应力状态。

如本文所讨论的，励磁环52可被配置为通过将相异材料的多个层或多个段结合到励磁环52中来减小励磁环52与检验质量组件20之间的径向应力和/或励磁环52与磁体54之间的径向应力。图1b是示出示例性上部磁路组件12或下部磁路组件14和检验质量组件20的横截面侧视图。励磁环52包括围绕磁体组件50定位的外环62和位于磁体组件50下面的基座64。虽然在图1b中被示出为整体单元，但在其他示例中，外环62和基座64可以是单独的部件。

基座64包括位于磁体54下面的平台层66、位于平台层66和外环62下面的上部基座层68和位于上部基座层68下面的下部基座层70。平台层66可使用粘合剂层(未示出)联接到磁体54。在一些示例中，粘合剂层可为导电粘合剂层，诸如导电环氧树脂。粘合剂层可吸收平台层66和磁体54之间的径向应力(例如，剪切应力)。

为了减小平台层66和磁体54之间的径向应力，平台层66可被配置成使得平台层66的一部分在预期温度操作范围(例如，换能器10的普通操作范围)内的径向膨胀72可基本上类似于磁体54在预期温度操作范围内的径向膨胀。因此，可减小磁体54和平台层66之间的剪切应力。

在一些示例中，平台层66的组成可被选择为使平台层66的cte与磁体54的cte基本上匹配。为了减少平台层66和磁体54之间的cte失配，平台层66的材料可具有基本上类似于磁体54的材料的cte的cte(例如，在室温下在约4ppm/℃内)，使得可减小由磁体54和励磁环52之间的cte失配引起的径向应力。在一些示例中，平台层66包含相对高cte材料。相对高cte材料可以是例如cte大于或等于8ppm/℃的材料。如上面所解释的，磁体54可由相对高cte材料制造，诸如铝镍钴合金(11ppm/℃)。除了相对高的cte之外，平台层66可具有高的相对磁导率。对于平台层66，可使用多种材料，包括但不限于镍含量大于约40％的镍-铁基质材料，诸如hipernom等。在一些示例中，镍-铁基质材料可具有大于75％，诸如约80％的镍含量。

通过减小平台层66和磁体54之间的热引起的径向应力，励磁环52可具有改善的(即，变化减小)磁通量分布。例如，平台层66和磁体54之间的粘合剂层的厚度可对应于平台层66和磁体54之间的热膨胀的差异，使得较低的热膨胀差异可导致较薄的粘合剂层。随着粘合剂层厚度随径向应力的减小而减小，励磁环52的磁返回路径的磁阻随温度的变化可减小。

为了减小检验质量组件20与外环62之间的热引起的径向应力，外环62和基座64可被配置成使得外环62和基座64在预期温度操作范围内的径向膨胀74可基本上类似于检验质量组件20在预期温度操作范围内的径向膨胀(例如，将磁路组件12、14的径向长度的变化与检验质量组件20的径向长度在温度内的变化相匹配)。例如，在检验质量组件20与外环62之间的界面处可发生两种类型的应变，包括径向应变和锥形应变。检验质量组件20的cte与外环62的cte失配所引起的径向应变可能由于检验质量组件20中的不对称性而导致变形。由磁体54比平台层66更快地收缩而引起的锥形应变可导致平台层68的顶表面凹入。诸如通过选择平台层68和下部基座层70的组成、直径和/或厚度来减小外环62和基板64的径向膨胀74与检验质量组件20的径向膨胀之间的差异可减小这些径向应变和锥形应变。因此，可减小可能会导致检验质量组件20移位或变形的应力。

在一些示例中，外环62和上部基座层68的组成可被选择为将外环62和上部基座层68的cte与检验质量组件20的cte基本上匹配，使得外环62的材料的cte与上部基座层68的cte之间存在差异。为了减少外环62与上部基座层68和检验质量组件20之间的cte失配，外环62和上部基座层68的材料可各自具有基本上类似于检验质量组件20的材料的cte的cte(例如，在室温下在约2ppm/℃内)，使得可减小由磁体54和励磁环52之间的cte失配引起的径向应力。在一些示例中，外环62和上部基座层68包含相对低cte材料。相对低cte材料可具有比相对高cte材料(诸如平台层66、下部基座层68、磁体54或极片56的相对高cte材料)低的cte。相对低cte材料可以是例如cte小于或等于约3ppm/℃的材料。如上面所解释的，检验质量组件20可由相对低cte材料诸如熔融石英(0.5ppm/℃)制造。

在一些示例中，上部基座层68和外环62可包含相同的材料。例如，虽然上部基座层68和外环62可通过晶粒或其他边界来区分，如虚线所示，但上部基座层68和外环62可具有基本上类似的性质。在一些示例中，上部基座层68和外环62可以是整体的(即，没有区分)。例如，外环62和上部基座层68可通过浇铸或增材沉积来制造，如将在下文的图3a至图3c中所述。对于外环62和/或上部基座层68，可使用多种材料，包括但不限于殷钢、超殷钢、科瓦、软铁等。在一些示例中，外环62和上部基座层68包含具有相对高的相对磁导率的材料，诸如大于约1500的最大相对磁导率。

在一些示例中，为了减小检验质量组件20与外环62之间的热引起的径向应力，外环62和基座64可被配置成使得外环62的表面60的平面76在预期温度操作范围内为基本上平面的。例如，径向膨胀74的分量可能是由于两个相邻层之间的径向膨胀差异而引起的翘曲效应所导致的。在基座64中，平台层66与上部基座层68之间的径向应力可产生剪切应变，如果不抵消，则通过使基座64向外翘曲并且使外环62在检验质量组件20上施加增加的径向应力来产生剪切应变。在一些示例中，下部基座层70可包含相对高cte材料。如上面所解释的，平台层66可包含相对高cte材料。为了平衡(例如，“共模”)由平台层66和下部基座层70施加的径向应力的量，下部基座层70的材料可具有与平台层66的材料的cte基本上类似(例如，在室温下在约2ppm/℃内)的cte。对于下部基座层70，可使用多种材料，包括但不限于镍浓度大于约40％的镍-铁合金材料，诸如hipernom等。在一些示例中，平台层66和下部基座层70包含相同的材料。例如，下部基座层70可通过平台层66补偿在外环62和上部基座层68上产生的应变。在一些情况下，可通过对平台层66和下部基座层70两者使用相同的材料来实现这种性质的共模，其中尺寸变化(诸如直径或厚度)弥补了平台层66上由磁体54导致的应变。

通过减小检验质量组件20与外环62之间的热引起的径向应力，检验质量组件20可由于温度变化而经历较少的变形，并且因此具有减小的误差。作为一个示例，通过为延伸穿过励磁环52的外环62和上部基座层68选择相对低cte材料，励磁环52可具有基本上类似于检验质量组件20的有效cte。作为另一示例，通过平衡平台层66和下部基座层70之间的热应变，励磁环52可响应于热变化来减少或消除基座64的任何翘曲。

虽然就cte而言进行了描述，但在一些示例中，可针对与励磁环52与磁体54或检验质量组件20中的任一者之间的径向应力的量相关的其他性质来选择平台层66、上部基座层68、下部基座层70和外环62的材料。例如，除了层之间的cte失配之外，两个层(诸如平台层66和上部基座层68)之间的剪切应力可与每个层的弹性相关。随着温度增加，在磁体54与平台层66之间的界面处产生剪切应力，从而在平台层66与上部基座层68之间产生剪切应力，这可导致平台层66的偏转。因此，上部基座层68和下部基座层70可被配置为产生类似但相反的剪切应力，以减少或防止平台层66的显著偏转。为了控制径向膨胀74的量，平台层66、上部基座层68和/或下部基座层70的材料可被选择为具有弹性和cte，使得平台层66和上部基座层68之间的剪切应力和/或上部基座层68和下部基座层70之间的剪切应力可基本上类似。因此，基座64可基本上不响应于温度变化而弯曲。

作为励磁环52的补充或替代，在一些示例中，磁路组件12和14的其他部件可被配置为具有特定热膨胀性质或配置以减小换能器10的部件之间的径向应力。在一些示例中，极片56和/或磁体54的组成可被选择为将极片56的cte与磁体54的cte基本上匹配。为了减小极片56和磁体54之间的cte失配，极片56可具有基本上类似于(例如，在约2ppm/℃内)磁体54的cte的cte，使得可减小由磁体54与极片56之间的cte失配所导致的径向应力。在一些示例中，极片56包含相对高cte材料。如上面所解释的，磁体54可由相对高cte材料制造，诸如铝镍钴合金(11ppm/℃)。除了相对高的cte之外，极片56可具有相对高的相对磁导率。对于极片56，可使用多种材料，包括但不限于镍浓度大于约40％的镍-铁合金材料，诸如hipernom等。

在一些示例中，磁路组件12和14可被配置为增加磁体组件50相对于外环62的轴向膨胀(例如，沿着中心轴线51)。例如，随着换能器10的温度变化，线圈间隙58的距离可由于外环62与极片56之间的cte差异而变化。为了补偿线圈间隙58的这种变化，磁体54和极片56可各自具有相对高的cte，使得磁体组件50具有大于外环62的轴向cte的有效轴向cte。如果极片56具有比外环62更高的cte，则线圈间隙58可随着温度升高而变得更小。因此，随着温度升高，线圈间隙58的尺寸可减小，从而补偿磁动力的减小并且减小换能器10的标度因数温度系数。

如上所述，励磁环52的组成可被配置为减小励磁环52与检验质量组件20和磁体54中的每一者之间的径向应力。在一些示例中，励磁环52的尺寸和/或分布可被配置为减小励磁环52与检验质量组件20和磁体54中的每一者之间的径向应力。例如，两个相邻层之间的剪切应变量可与层的厚度和两个层之间的界面的长度相关。图2a和图2b是示出示例性磁路组件和检验质量组件的横截面侧视图。图2a示出了包括插入层的示例性励磁环80，而图2b示出了包括偏移层的示例性励磁环100。图2a和图2b的部件可类似于图1a和图1b所述的类似命名的部件。

在图2a的示例中，励磁环80包括外环82和被配置为联接到磁体组件诸如磁体组件50的基座84。基座84包括平台层86、上部基座层88和下部基座层90，该平台层被配置为联接到磁体诸如磁体54，该上部基座层位于平台层86和外环82下面，该下部基座层位于上部基座层88下面。平台层86和下部基座层90中的每一者可插入上部基座层88内，使得上部基座层88的上表面与平台层86的上表面在同一平面中，并且上部基座层88的下表面与下部基座层90的下表面在同一平面中。上部基座层88可具有直径89a和厚度89b。直径89a可对应于励磁环80的直径。

平台层86可具有直径87a和厚度87b。直径87a可被选择为与磁体诸如磁体54交互。例如，直径87a可大于或等于磁体的直径。下部基座层90可具有直径91a和厚度91b。直径87a、厚度87b、直径91a和/或厚度91b可被选择为减少或消除基座84响应于温度变化的弯曲。例如，如上面所解释的，相邻层之间的应力可与相邻层的cte、相邻层的厚度和相邻层的长度相关。因此，直径87a、厚度87b、直径91a和/或厚度91b可被选择为平衡由平台层86和下部基座层90产生的径向应力，使得基座84可具有减小的弯曲。随着直径87a和直径91a各自增加，从外半径出现的通量密度在相应层的圆周处下降。在一些示例中，直径87a和/或直径91a可大于约0.3英寸，诸如约0.37英寸。在一些示例中，为了在转移到外环62和/或上部基座层68的较低磁导率材料中时减少或防止饱和，直径87a和/或直径91a可大于约0.4英寸，诸如约0.425英寸。在一些示例中，平台层86的直径87a与下部基座层90的直径91a的比率可介于约0.5和约2之间。在一些示例中，平台层86的厚度87b与下部基座层90在中心轴线处的厚度91b的比率可介于约0.5和约2之间。

在图2b的示例中，励磁环100包括外环102和被配置为联接到磁体组件诸如磁体组件50的基座104。基座104包括平台层106、上部基座层108和下部基座层110，该平台层被配置为联接到磁体诸如磁体54，该上部基座层位于平台层106和外环102下面，该下部基座层位于上部基座层108下面。平台层106和下部基座层110中的每一者可从上部基座层108偏移，使得上部基座层108的上表面与平台层106的上表面在不同平面中，并且上部基座层108的下表面与下部基座层110的下表面在不同平面中。平台层106可具有直径107a和厚度107b，上部基座层88可具有直径109a和厚度109b，并且下部基座层110可具有直径111a和厚度111b。可使用上面关于图2a的直径87a、厚度87b、直径89a、厚度89b、直径91a和厚度91b描述的类似考虑因素来选择直径107a、厚度107b、直径109a、厚度109b、直径111a和厚度111b。

施加到部件的力可等于杨氏模量乘以部件的横截面积乘以变形除以部件的长度。为了确定平台层66、上部基座层68和/或下部基座层70的改善的尺寸，诸如直径87a、89a和/或91a以及厚度87b、89b和91b，可通过改变平台层66、上部基座层68和下部基座层70的形状和材料性质以及观察外环62的顶部随温度变化的平坦度来进行结构分析。

在一些示例中，插入层(诸如图2a中所述)可允许使用较大磁体54和/或极片56和/或改善检验质量组件20的线圈处的磁场的线性度。在一些示例中，偏移层(诸如图2b所述)可允许更容易进行制造，因为可在不考虑径向配合和/或径向端部力的情况下沉积这些层。

图3a是示出制造磁路组件的示例性方法的流程图。将参考图1a和图1b来描述图3a的技术；然而，图3a的技术可用于制造其他磁路组件。为了选择平台层66、上部基座层68和/或下部基座层70的尺寸和组成，可通过改变平台层66、上部基座层68和下部基座层70的形状和材料性质以及观察外环62的顶部随温度变化的平坦度来进行结构分析。

图3a的技术包括形成上部基座层68和外环62(120)。上部基座层68和外环62可使用多种技术形成，包括但不限于：铸造；增材制造，诸如增材沉积；减材制造；等。在一些示例中，上部基座层68和外环62可单独形成并且接合，诸如通过焊接、粘附等。在一些示例中，上部基座层68和外环62可以是整体的。

图3a的技术包括在上部基座层68的表面上形成平台层66和下部基座层70(122)。例如，上部基座层68可包括顶部主表面和底部主表面。平台层66可沉积在上部基座层68的顶部主表面上，并且下部基座层70可沉积在上部基座层68的底部主表面上。平台层66和下部基座层70可使用多种技术形成于上部基座层68上，所述技术包括但不限于浇铸；增材制造，诸如增材沉积；减材制造；等。

在一些示例中，步骤(120)和(122)可形成具有插入层的励磁环。图3b是使用图3a的示例性方法形成的图2a的励磁环80的基座84的分解图。在图3b的示例中，上部基座层88包括上部空腔92和下部空腔94。为了在上部空腔92中形成平台层86和/或在下部空腔94中形成下部基座层90，可使用多种增材制造技术(诸如粘结剂喷射印刷)中的任一种将相对高cte材料沉积到相应的上部空腔92和/或下部空腔94中。例如，三维(3d)印刷技术诸如粘结剂喷射印刷可提供形成上部基座层88的能力，并且可使用上部基座层88作为表面来施加不同的材料，而无需附加材料诸如粘合剂将它们粘结在一起。例如，粘结材料可能并非磁性，并且可增加换能器10的磁阻。因此，基座84可被制造成高公差和/或在平台层86、上部基座层88和/或下部基座层90之间无中间粘结材料。作为另一示例，增材制造技术可实现对平台层86和/或下部基座层90的局部组成的更大量控制，从而允许对平台层86和/或下部基座层90的cte进行微调。

在一些示例中，步骤(120)和(122)可形成具有插入层的励磁环。图3c是使用图3a的示例性方法形成的图2b的励磁环100的基座104的分解图。在图3c的示例中，上部基座层108包括上表面112和下表面114。为了在上表面112上形成平台层106和/或在下表面114形成下部基座层110，可使用多种制造技术中的任一种将相对高cte材料沉积到相应的上表面112和/或下表面114上。因此，基座104可相对廉价地制造。

重新参照图3a以及图1a和图1b，图3a的技术包括在平台层66上形成磁体和极片，诸如磁体54和极片56(124)。可使用多种技术在平台层66上形成磁体54和/或在磁体54上形成极片56，包括但不限于焊接、粘附、增材制造等。在一些示例中，磁体54可直接形成在平台层66上和/或极片56可直接形成在磁体54上。例如，如上面所讨论的，磁体54和平台层66中的每一者的cte可基本上类似，使得磁体54可形成在平台层66上和/或极片56可形成在磁体54上而无粘合剂层。在一些示例中，可使用薄粘合剂层来将磁体54和极片56粘结到平台层66。

已经描述了各种示例。这些实施例和其他实施例在以下权利要求的范围内。