CN201725379U - Atm机巨磁电阻验钞磁头 - Google Patents
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Abstract
一种ATM机巨磁电阻验钞磁头，包括磁头外壳、芯片骨架、GMR芯片、磁铁、PCB板、盖板，GMR芯片安装口成品字形无缝相互错开布置，单芯片有效检测范围为3mm。
Description
技术领域
本实用新型涉及ATM机的验钞模块，主要是指一种磁头单芯片有效检测范围为3mm的ATM机验钞模块的巨磁电阻(GMR)验钞磁头。
背景技术
相关文献：CN200520095968.3公开了一种点钞机的巨磁电阻传感器，它采用巨磁电阻(GMR)传感器芯片作为感应芯片进行检测。其结构由外壳、GMR芯片、磁钢、芯架和接线柱等组成。GMR芯片、PCB板和磁钢自上而下通过芯架安装在外壳内，磁钢产生的磁力线通过该巨磁电阻传感器芯片时，与芯片表面巨磁电阻布线方向平行。这样由磁钢提供给GMR芯片合适的工作环境，需检测的纸币上的磁信号作用于芯片上，由GMR芯片产生阻值差值，从而产生检测信号提供给点钞机，完成纸币的检伪过程。
CN02248990.8公开了一种验钞机磁头传感器，包括电极和磁传感器，磁传感器包括第一测量电阻和第二测量电阻，第一测量电阻和第二测量电阻为自旋阀巨磁电阻，该自旋阀巨磁电阻包括钉扎层、被钉扎层、非磁间隔层、自由层。
上述文献均未涉及到ATM机专用巨磁电阻(GMR)磁头，磁头单芯片有效检测范围小于10mm的整体无缝检测及对不同面值纸币检测等技术。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种ATM机巨磁电阻验钞磁头，通过新的巨磁电阻(GMR)结构，可满足磁头空间分辨率3mm，克服了偏磁问题，实现了整体无缝检测和对不同面值纸币的检测，解决了现有技术存在分辨率低(10mm)的缺陷。
实现本实用新型的磁头结构是：这种GMR验钞磁头包括磁头外壳、芯片骨架、GMR芯片、磁铁、PCB板、盖板，其中在芯片骨架上设有两排GMR芯片安装口，在两排GMR芯片安装口之间设有引线孔，所述两排GMR芯片安装口成品字形无缝相互错开布置，在GMR芯片安装口内设置GMR芯片，每排的GMR芯片与GMR芯片之间的距离小于10mm，单芯片有效检测范围小于10mm，在每个GMR芯片的下方对应设有一块偏磁磁铁，所述GMR芯片为两个电阻串联组成的电阻桥，该电阻桥的中间接点输出由电磁产生的电信号，两端分别为电源脚和接地，所述GMR芯片还与PCB板连接。
该磁头结构还包括：
所述单芯片有效检测范围为3mm。
所述偏磁磁铁的S极对着巨磁阻芯片。
所述偏磁磁铁为钕铁硼磁铁(NdFeB)。
所述GMR芯片的磁阻条垂直于纸币进入方向。
所述GMR芯片放置在骨架上的无缝连接包括设置两排GMR芯片，每排GMR芯片之间的距离为3mm，两排GMR芯片相互错开布置，即两个GMR芯片之间的空位正好由另一排的GMR芯片填补，这样就实现了无缝连接。
所述加偏磁包括GMR芯片是由两条磁阻组成的半桥芯片，先把芯片固定在骨架的固定位置，给半桥芯片加一个电压，理论上中点输出电压为1/2个电压，记下实际中点输出电压值，再在背面加上磁铁，这时中点电压值会改变，上下前后轻轻移动磁铁，使中点电压值与开始记下的值一样，点胶固定。
半桥芯片的工作原理：当磁头划过纸币的磁性油墨时，磁阻元件MR1和MR2磁场发生变化，MR1和MR2的阻值发生变化，引起MR1和MR2接点处的输出电压变化，将磁信号转换为电信号。
本实用新型的有益效果：实现了整体无缝检测，具有分辨率高和检测不同面值纸币等特点。
附图说明
图1为本发明的芯片原理示意图。
图2为本发明的检测磁头内部结构示意图。
图3为本发明的磁头示意图。
图4是图3的磁头盖板主视图。
图5是图4的侧视图。
图6是图3的芯片骨架示意图，骨架中增加了一块PCB板。
图7是图6的骨架辅助PCB板示意图，骨架辅助PCB板芯片的引线焊在PCB板上，然后通过PCB中的焊盘把磁头的引脚引出。
图8是本实用新型的加偏磁后的内部结构示意图。
图中：1外壳、2磁头盖板、3芯片骨架、31芯片安装口、32引脚、33PCB板、4巨磁阻芯片、5感应方向、6引线、7磁阻条、8磁铁、9GMR薄膜。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
本实用新型基于适合的材料和结构及加偏磁的方法可以实现单个磁头来检测纸币的金属线和磁性油墨。
磁头设计方案：先做有效检测宽度为3mm的分立的磁头，经测试后，再做整体的设计。
如图1所示，给该芯片加偏磁加在60Oe左右，就能检测很微小的磁信号变化。单条磁阻就能实现检测，跟它匹配一条一样的磁阻，是为了提高抗干扰能力。
如图2所示，做成检测磁头后的结构。引线：采用超声波压焊技术，先把引线绑定在薄膜9上的焊盘上，然后再用电烙铁将引线焊在骨架3上的引脚32上。
如图3所示，磁头总体组装图，由外壳1、磁头盖板2、芯片骨架3、PCB板33、巨磁阻芯片4组成。
焊接
芯片的引线用超声波压焊，引线焊接在PCB板上用电烙铁手工焊。
加偏磁方法
由于本发明的检测精度达到3mm(GMR芯片之间的距离是3mm)，由于GMR芯片之间的距离较近，必然会出现磁干扰现象，解决这个问题的方法就是加偏磁。GMR芯片是由两条磁阻组成的半桥芯片。先把芯片固定在骨架的固定位置，给半桥芯片加5V的电压，理论上中点输出电压为2.5V，但由于制作工艺的误差会存在偏差，记下实际中点输出电压值，再在背面加上磁铁，这时中点电压值会改变，上下前后轻轻移动磁铁，使中点电压值与开始记下的值一样，点胶固定。
测试
在加盖板前，先对58个磁头分别进行测试，确认每个芯片都有信号输出，才固定盖板。测试时把磁头插入放大电路中，然后盖上盖板，用钞票的磁性油墨部分刷过，看是否有信号输出，然后测刷这个磁头对相邻磁头是否有输出，并测试是否为无缝输出。
固定盖板
测试合格后，先用快干胶把盖板固定好，然后再进行测试，没有问题后就可以灌胶了。
灌胶
用双组份环保环氧树脂胶，胶的配比为A∶B＝10∶4，从磁头的背面灌进去。静置24小时即可。
汇总测试
把做好的磁头插入焊好的放大电路中，重复上述测试步骤。
放大电路、数据采集及传输
测试电路
钞票的金属线和磁性油墨刷过GMR芯片时，会引起GMR磁阻的变化，用两个GMR磁阻接成半桥形式，桥路会发生的微弱的电压信号，这个弱信号通过交流耦合，接到后面的放大芯片LMV321，放大倍数22000，然后再通过LMV321接成的比较器，就能输出脉冲波(原理图见图)。
数据采集及传输
目的
采样64路信号进行存储，并将64路信号串行输出，PC机通过串口调试软件接收到该64路信号数据；采样时，当检测到开始信号S1后，再过几个编码器脉冲(可调整)后开始对64路信号进行采样；采样时，编码器每给一个脉冲就对64路信号采样一次并存储，编码器脉冲频率大约是69微秒一次；采样大约1000次后一个周期采样完毕，此时开始串行发送数据；
方案
多路输入信号串行输出包括数据采集和传输两个部分，基本要求是芯片采样到端口输入的采样控制信号后开始采集64路输入信号，采样完毕后开始向主机以串口通信的方式传送。
工作原理：
本巨磁电阻验钞磁头安装在ATM机上，用于存取纸币的检测，纸币横向经过磁头，纸币每移动0.1mm，磁头采样一次，得到一组采样数据，当纸币全部通过磁头，采样800组，将数据发送到CPU进行分析，得到纸币磁性特征分布图，与标准纸币磁性分布图对照，得到纸币的真伪结果。
Claims (4)
1.一种ATM机巨磁电阻验钞磁头，其特征是包括磁头外壳、芯片骨架、GMR芯片、磁铁、PCB板、盖板，其中在芯片骨架上设有两排GMR芯片安装口，在两排GMR芯片安装口之间设有引线孔，所述两排GMR芯片安装口成品字形无缝相互错开布置，在GMR芯片安装口内设置GMR芯片，每排的GMR芯片与GMR芯片之间的距离小于10mm，单芯片有效检测范围小于10mm，在每个GMR芯片的下方对应设有一块偏磁磁铁，所述GMR芯片为两个电阻串联组成的电阻桥，该电阻桥的中间接点输出由电磁产生的电信号，两端分别为电源脚和接地，所述GMR芯片还与PCB板连接。
2.如权利要求1所述的ATM机巨磁电阻验钞磁头，其特征是所述单芯片有效检测范围为3mm。
3.如权利要求1所述的ATM机巨磁电阻验钞磁头，其特征是所述偏磁磁铁的S极对着巨磁阻芯片。
4.如权利要求1所述的ATM机巨磁电阻验钞磁头，其特征是所述偏磁磁铁为钕铁硼磁铁。
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