CN111578831A - 一种试卷数量统计装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种试卷数量统计装置及其工作方法，通过设置支架、滑轨、上挡板和下挡板，上挡板可沿滑轨上下移动，调节上挡板和下挡板之间的距离，可以测量不同厚度的试卷，通过将电容传感器的第一极板和第二极板分别设置在上挡板底部和下挡板底部，利用电容传感器极板间介质厚度不同对电容传感器测得的电容值的改变，测量出上挡板与下挡板之间的试卷的厚度，从而计算得出试卷数量，可沿滑轨移动的上挡板可将待测试卷压实，防止由于试卷间间隙产生干扰，并且上挡板通过滑轨支撑在支架上，上挡板只能沿滑轨方向移动，保证了两块极板正对面积的恒定，本发明可以快速准确地测量出试卷数量，结构简单，成本低，且不对试卷造成损坏。

Description

一种试卷数量统计装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及纸张计数领域，特别是指一种试卷数量统计装置及其工作方法。
背景技术
在学校里在考试过程中，一份试卷会复印多份，并按班级进行拆分，这就需要对试卷进行计数。
传统的纸张计数方法主要有人工计数法和机械设备计数法，人工计数法的效率非常低，其精度也受人为因素影响，并很可能造成纸张的破损；机械设备计数法的典型应用是点钞机，其对纸张规格有严格要求，不适用与试卷计数。更新的技术方法是基于机器视觉技术对纸张计数，但该方法对设备要求高，且技术复杂，不适用与一些小型的场合使用。因此，需要一种成本较低能够对试卷数量进行统计的装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种试卷数量统计装置及其工作方法，成本较低，能够对试卷数量进行统计。
基于上述目的本发明提供的一种试卷数量统计装置，包括支架、上挡板和下挡板；
上挡板和下挡板安装在支架上，上挡板位于下挡板上方；
支架一侧设置有沿支架轴向的滑轨；
上挡板安装在滑轨内，并可沿滑轨方向移动；
下挡板固定在支架底部；
电容传感器，包括第一极板与第二极板，第一极板安装在上挡板底部，第二极板安装在下挡板顶部，第一极板与第二极板平行设置，电容传感器用于测量第一极板与第二极板之间的电容值；
控制器，与电容传感器连接，用于根据电容传感器测得的电容值，计算得出上挡板与下挡板之间的试卷数量。
优选地，控制器连接有显示屏，显示屏用于显示上挡板与下挡板之间的试卷数量。
优选地，上挡板包括板体和滑块，滑块固定在板体一端，滑块安装在滑轨内，并可沿滑轨方向移动，滑块上设置有可将滑块夹紧于滑轨内任意位置的夹紧机构。
优选地，滑轨为一侧开有连接孔的矩形槽，滑块通过连接孔与板体连接，滑轨的其中一侧还开设有操作孔；
夹紧机构包括夹紧块、弹性件和操作杆，夹紧块设置在，夹紧块通过弹性件与滑块连接，夹紧块远离滑块的一侧连接有操作杆，操作杆贯通操作孔使其一端位于滑轨外侧；
操作杆被推压时，将夹紧块推离滑轨内壁，操作杆不被推压时，夹紧块在弹性件的作用下与滑轨内壁贴合，起到夹紧作用。
优选地，夹紧块远离滑块的一侧外部包裹有橡胶层。
优选地，支架为中空结构，电容传感器与控制器之间的连接线从支架中穿过设置。
一种试卷数量统计装置的工作方法，基于上述试卷数量统计装置本方法包括：
上挡板沿滑轨方向下降，将待测试卷压实在上挡板与下挡板之间；
控制器获取电容传感器测得的电容值；
控制器将测得的电容值带入电容值-试卷数量函数，计算得到上挡板与下挡板之间的试卷数量近似值。
优选地，电容值-试卷数量函数由自适应卷积神经网络训练得到，训练方法包括：
对历史数据做归一化处理，历史数据中均包含电容值与试卷数量；
将归一化处理后的历史数据划分为训练集、验证集和测试集；
将训练集输入建立好的自适应卷积神经网络模型，对BP神经网络模型进行反复训练直到收敛，拟合得到电容值-试卷数量函数；
利用验证集和测试集对训练后的BP神经网络模型进行微调，得到微调后的电容值-试卷数量函数。
从上面所述可以看出，本发明提供的试卷数量统计装置及其工作方法，通过设置支架、滑轨、上挡板和下挡板，上挡板可沿滑轨上下移动，调节上挡板和下挡板之间的距离，可以测量不同厚度的试卷，通过将电容传感器的第一极板和第二极板分别设置在上挡板底部和下挡板底部，利用电容传感器极板间介质厚度不同对电容传感器测得的电容值的改变，测量出上挡板与下挡板之间的试卷的厚度，从而计算得出试卷数量，可沿滑轨移动的上挡板可将待测试卷压实，防止由于试卷间间隙产生干扰，并且上挡板通过滑轨支撑在支架上，上挡板只能沿滑轨方向移动，保证了两块极板正对面积的恒定，大幅度减少了机械结构的松动造成的极板正对面积的变化，本发明可以快速准确地测量出试卷数量，结构简单，成本低，且不对试卷造成损坏。
附图说明
图1为本发明实施例的正视结构示意图；
图2为本发明实施例的滑轨内部俯视结构示意图；
图3为本发明实施例的统计装置工作方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
一种试卷数量统计装置，包括支架1、上挡板2和下挡板3，上挡板2，上挡板2和下挡板3安装在支架1上，上挡板2位于下挡板3的上方，支架1一侧设置有沿支架1轴向的滑轨11，上挡板2安装在滑轨11内，并可沿滑轨11方向移动，下挡板3固定在支架1底部，本装置还包括电容传感器，包括第一极板4与第二极板5，其中第一极板4安装在上挡板2底部，第二极板5安装在下挡板3顶部，第一极板4与第二极板5平行设置，电容传感器用于测量第一极板4与第二极板5之间的电容值，计算得出上挡板2与下挡板3之间的试卷数量。
本发明通过设置支架1、滑轨11、上挡板2和下挡板3，上挡板2可沿滑轨11上下移动，调节上挡板2和下挡板3之间的距离，可以测量不同厚度的试卷，通过将电容传感器的第一极板4和第二极板5分别设置在上挡板2底部和下挡板3底部，利用电容传感器极板间介质厚度不同对电容传感器测得的电容值的改变，测量出上挡板2与下挡板3之间的试卷的厚度，从而计算得出试卷数量，可沿滑轨11移动的上挡板2可将待测试卷压实，防止由于试卷间间隙产生干扰，并且上挡板2通过滑轨11支撑在支架1上，上挡板2只能沿滑轨11方向移动，保证了两块极板正对面积的恒定，大幅度减少了机械结构的松动造成的极板正对面积的变化，本发明可以快速准确地测量出试卷数量，结构简单，成本低，且不对试卷造成损坏。
举例来说，控制器6可选用单片机，如STM32单片机，易于取得，成本低，可采用电池供电，电容传感器的芯片可采用FDC2214型传感器芯片。
作为一种实施方式，控制器6连接有显示屏，显示屏用于显示上挡板2与下挡板3之间的试卷数量，更加直观，方便使用，控制器6也可外接到其他终端上获取试卷数量。
作为一种实施方式，上挡板2包括板体和滑块23，滑块23固定在板体一端，滑块23安装在滑轨11内，并可沿滑轨11方向移动，滑块23上设置有可将滑块23夹紧于滑轨11内任意位置的夹紧机构，通过设置滑块23和夹紧机构，可在上挡板2将试卷压实后，将上挡板2夹紧固定，防止上挡板2在测量过程中移位导致测量值波动。
作为一种实施方式，滑轨11为一侧开有连接孔111的矩形槽，滑块23通过连接孔111与板体连接，滑轨11的其中一侧还开设有操作孔112，滑块23的一侧设置有夹紧块21，夹紧块21通过弹性件22如弹簧与滑块23连接，夹紧块21远离滑块23的一侧连接有操作杆24，操作杆24贯通操作孔112使其一端位于滑轨11外侧，操作杆24被推压时，将夹紧块21推离滑轨11内壁，操作杆24不被推压时，夹紧块21在弹性件22的作用下与滑轨11内壁贴合，起到夹紧作用。该夹紧机构的机构
作为一种实施方式，夹紧块21远离滑块23的一侧外部包裹有橡胶层25，可以提高夹紧块21与滑轨11内壁之间的摩擦力，提高稳定性。
作为一种实施方式，支架1为中空结构，电容传感器与控制器6之间的连接线从支架1中穿过设置，通过将支架1设置为中空结构供连接线穿过，可以对连接线起到保护作用，而且提高了美观度。
本发明还提供一种试卷数量统计装置的工作方法，基于上述试卷数量统计装置，本方法包括：
S301上挡板2沿滑轨11方向下降，将待测试卷压实在上挡板2与下挡板3之间；
S302控制器6获取所述电容传感器测得的电容值；
S303控制器6将测得的电容值带入电容值-试卷数量函数，计算得到上挡板2与下挡板3之间的试卷数量近似值。
作为一种实施方式，电容值-试卷数量函数由自适应卷积神经网络训练得到，训练方法包括：
对历史数据做归一化处理，所述历史数据中均包含电容值与试卷数量；
将归一化处理后的历史数据划分为训练集、验证集和测试集；
将训练集输入建立好的自适应卷积神经网络模型，对BP神经网络模型进行反复训练直到收敛，拟合得到电容值-试卷数量函数；
利用验证集和测试集对训练后的BP神经网络模型进行微调，得到微调后的电容值-试卷数量函数。
由于实际上电容值和试卷数量之间并非线性关系，且电容值的大小会受到环境温度的影响，如在夏天和冬天测得的同样数量试卷的电容值也存在微弱差别，本方法引入BP神经网络，将历史数据中划分出的训练集输入到神经网络中进行反复训练直到收敛，拟合得到电容值-试卷数量函数，并通过验证集和测试集对函数进行微调，可以得到更加符合实际情况和温度的电容值-试卷数量函数，提高测量试卷数量的准确度。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种试卷数量统计装置，其特征在于，包括支架、上挡板和下挡板；
所述上挡板和所述下挡板安装在所述支架上，所述上挡板位于所述下挡板上方；
所述支架一侧设置有沿所述支架轴向的滑轨；
所述上挡板安装在所述滑轨内，并可沿所述滑轨方向移动；
所述下挡板固定在所述支架底部；
电容传感器，包括第一极板与第二极板，所述第一极板安装在所述上挡板底部，所述第二极板安装在所述下挡板顶部，所述第一极板与所述第二极板平行设置，所述电容传感器用于测量所述第一极板与所述第二极板之间的电容值；
控制器，与所述电容传感器连接，用于根据所述电容传感器测得的电容值，计算得出所述上挡板与所述下挡板之间的试卷数量。
2.根据权利要求1所述的试卷数量统计装置，其特征在于，所述控制器连接有显示屏，所述显示屏用于显示上挡板与下挡板之间的试卷数量。
3.根据权利要求1所述的试卷数量统计装置，其特征在于，所述上挡板包括板体和滑块，所述滑块固定在所述板体一端，所述滑块安装在所述滑轨内，并可沿所述滑轨方向移动，所述滑块上设置有可将所述滑块夹紧于所述滑轨内任意位置的夹紧机构。
4.根据权利要求3所述的试卷数量统计装置，其特征在于，所述滑轨为一侧开有连接孔的矩形槽，所述滑块通过所述连接孔与所述板体连接，所述滑轨的其中一侧还开设有操作孔；
所述夹紧机构包括夹紧块、弹性件和操作杆，所述夹紧块设置在，所述夹紧块通过弹性件与所述滑块连接，所述夹紧块远离所述滑块的一侧连接有操作杆，所述操作杆贯通所述操作孔使其一端位于所述滑轨外侧；
所述操作杆被推压时，将所述夹紧块推离所述滑轨内壁，所述操作杆不被推压时，所述夹紧块在所述弹性件的作用下与所述滑轨内壁贴合，起到夹紧作用。
5.根据权利要求4所述的试卷数量统计装置，其特征在于，所述夹紧块远离所述滑块的一侧外部包裹有橡胶层。
6.根据权利要求1所述的试卷数量统计装置，其特征在于，所述支架为中空结构，所述电容传感器与所述控制器之间的连接线从所述支架中穿过设置。
7.一种试卷数量统计装置的工作方法，基于所述权利要求1-6中任意一项所述的试卷数量统计装置，其特征在于，所述方法包括：
上挡板沿所述滑轨方向下降，将待测试卷压实在所述上挡板与所述下挡板之间；
所述控制器获取所述电容传感器测得的电容值；
所述控制器将测得的电容值带入电容值-试卷数量函数，计算得到所述上挡板与所述下挡板之间的试卷数量近似值。
8.根据权利要求7所述的一种试卷数量统计装置的工作方法，其特征在于，所述电容值-试卷数量函数由自适应卷积神经网络训练得到，所述训练方法包括：
对历史数据做归一化处理，所述历史数据中均包含电容值与试卷数量；
将归一化处理后的历史数据划分为训练集、验证集和测试集；
将训练集输入建立好的自适应卷积神经网络模型，对BP神经网络模型进行反复训练直到收敛，拟合得到电容值-试卷数量函数；
利用验证集和测试集对训练后的BP神经网络模型进行微调，得到微调后的电容值-试卷数量函数。
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