Verfahren zur Erkennung bzw. zur Ermittlung von Abmessungen und Material
von Münzen und Werkstükken mittels kapazitiver oder / und induktiver Tastsonden. Process for the identification or determination of dimensions and material
of coins and work pieces by means of capacitive and / or inductive probes.
Die Erkennung von @ünzen oder Werkstücken mittels kapazitiver oder/
und induktiver Tastsonden wird auf bekannte Art so durchgeführt, da@ aus dem Impulsmaximum
eines Spannungs- oder eines Stromimpulses, der beim Vorbeigleiten eines Werkstückes
oder einer Münze einer kapazitiven oder induktiven Tastsonde am Ausgang der elektrischen
Schaltungsanordnung auftritt, zur Erkennung von Münz- Durchmesser, -Dicke, -Pragung
bzw0 Münzmaterial verwendet wird0 Der uswertung des Impulsmaximums haftet jedoch
der Nachteil an, dal3 je nacn Empfindlichkeit der Auswerteelektronik schon Störimpulse
mit sejir einer Amplitude bzw. Impulsdauer die Auswertung stören, indem sie eine
andere Münze vortäuschen.The detection of coins or workpieces by means of capacitive or /
and inductive probe probes is carried out in a known manner so that @ from the pulse maximum
a voltage or a current pulse that occurs when a workpiece slides past
or a coin of a capacitive or inductive probe at the output of the electrical
Circuit arrangement occurs for the detection of coin diameter, thickness, coinage
or 0 coin material is used 0 However, the evaluation of the pulse maximum is liable
The disadvantage is that, depending on the sensitivity of the evaluation electronics, interference pulses are already present
with sejir an amplitude or pulse duration disturb the evaluation by having a
fake another coin.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht das Impulsmaximum
als Kriterium für das Vorhandensein eines bestimmten Münz- oder Werkstückparameters,
wie Durchmesser, Dicke, Prägung oder Material herangzogen, sonderndas Spannungs-Zeit-integral
bzw. das Strom-Zeit-Integral des Spannungs- oder Stromimpulses, wobei zusätzlich
durch Begrenzung dieses Impulses,im folgenden als Originalimpuls bezeichnet, bei
hinreichend kleinem Pegel eie Information über den Lurchmesser einer Münze oder
über die Breite eines Werkstückes gewonnen werden kann. Besitzt der so gewonnene
Rechteckimpuls, dessen Impuls@auer bzw. Impulsbreite ein Maß für den Münzdurchmesser
ist, eine gegenüber dem Originalimpuls gegensinnige Polarität, dann ist es mittels
einer sehr einfachen Integrierschaltung bestehend aus zwei Widerstanden und einem
Kondensator möglich, die Integra-tion durchführen zu können, da die am Kondensator
sich aufbauende Span-@@n@ als Differenzergebnis zweier gegensinniger Einströmungen
über @i@ Widerstände wahrend des Integrationsvorganges immer relativ klein gegenüber
den Momentanwerten der zur Integration gelangenden Spannungsimpulse bleibt. Kurzzeitige
Störimpulse, besonders solche als f4oLge @ines innerhalb der Integrationszeit auftretenden
Rechteckspannungssprunges sowie abklingende Schwingungszüge hoher Frequenz Kö@@en
nach dem Integrationsverfahren weitgehend eliminiert werden. Ebenso konnen die Auswirkungen
des Netzbrumms und seiner Harmonischen beseitigt werden, wenn dis Integrationszeit
gleich der
Periodendauer der Grundwelle oder einem ganzzahligen
Vielfachen der Periodendauer gemacht wird.According to the method according to the invention, the pulse maximum is not
as a criterion for the existence of a certain coin or workpiece parameter,
such as diameter, thickness, embossing or material, but the stress-time integral
or the current-time integral of the voltage or current pulse, with additionally
by limiting this pulse, hereinafter referred to as the original pulse
sufficiently small level eie information about the diameter of a coin or
can be obtained over the width of a workpiece. Owns the one won in this way
Rectangular pulse whose pulse outside or pulse width is a measure of the coin diameter
is a polarity opposite to the original pulse, then it is means
a very simple integrating circuit consisting of two resistors and one
Capacitor possible to be able to carry out the integra-tion, since the on the condenser
building up span - @@ n @ as the result of the difference between two opposing currents
always relatively small compared to @ i @ resistances during the integration process
the instantaneous values of the voltage pulses reaching the integration remains. Short term
Interfering impulses, especially those occurring as f4oLge @ines within the integration time
Square-wave voltage jump as well as decaying vibrational trains of high frequency Kö @@ en
can be largely eliminated after the integration process. Likewise can the effects
the mains hum and its harmonics are eliminated when the integration time
equal to the
Period of the fundamental wave or an integer
Multiples of the period is made.
Es ist auch möglich, aus zwei oder vaehreren Spannungsimpulsen, von
denen jeder einem Parameter wie Durchmesser, Dicke, Prägung oder Material entspricht,
das Integral zu bilden und mit den diesen In---tegralen entsprechenden Spannungswerten
weitere Rechenoperationen beispielsweise Addition entsprechend dem oben bereits
beschriebenen Verfahren, oder Subtraktion, Multiplikation und Division oder andere
durchzuführen0 Auf diese Art können besonders bei gleichzeitiger Anwendung von addition
und Subtraktion odei von Kultiplikation und Divisionen Mehrdeutigkeiten völlig vermieden
werden und eine absolut sichere Erkennung erzielt werden.It is also possible to use two or more voltage pulses from
each of which corresponds to a parameter such as diameter, thickness, embossing or material,
to form the integral and with the voltage values corresponding to these integrals
further arithmetic operations, for example addition, in accordance with the above
methods described, or subtraction, multiplication and division or others
In this way, especially when using addition
and subtraction or ambiguity from cultivation and division completely avoided
and an absolutely reliable detection can be achieved.
Gemäß der in Fig. 1 dargestellten prinzipiellen Anordnung wird die
Münze M von der Schieberleiste SL , die in den Führungsschinen Fi und F2 geführt
ist, so an der kapazitiven oder induktiven Sonde des Tasters T vorbeigeführt, daß
von dieser der Durchmesser der Münze N überstrichen wird. Dabei entsteht am Ausgang
der an den Taster T angeschlossenen eleictronischen Schaltungeanordnugg V1 in Fig.
2 der annähernd trapezförmige Originalimpuls I1, wie er in Fig. 2a-dargestellt ist.
Dieser Originalimpuls I1 wird der Begrenzungselektronik B zugeführt, an deren ausgang
der Rechteckimpuls I2 gemaß Fig. 2b mit gegensinniger polarität entsteht, dessen
Impulsdauer annähernd proportional dem Münzdurchmesser ist. Über die Widerstände
R1 und R2 wird nun mittels des Integrationskondensators O1 die Summe der Integrale
aus dem negativ gerichteten Originalimpuls und dem positiv gerichteten Rechteckimpuls
gewonnen. Die Widerstände R1 und R2 sind dabei zweckmäßig so zu bemessen, daß die
Spannung U3 am Kondensator C1 nach abgeschlossener Integration möglichst zu Null
wird, wenn die an den aus den Transistoren T1 und T2 gebildeten Differenzverstärker
angeschlossene Auswerteelektronik A ansprechen soll. Unter dieser Voraussetzung
wird die Summe der beiden Spannungsintegrale unabhängig von der Geschwindigkeit,
mit der die IRinze M an der Tastsonde T vorbeigeführt wird. Auch änderungen des
Wertes des Integrationskondensators C1 als Folge einer Temperaturdrift können nicht
störend in Erscheinung treten Nach beendeter Auswertung des im Kondensator C1 gespeicherten
Ergebnisses durch die Auswerteelektronik A wird der Integrationskondensator C1 durcl
den Schalter sl kurzgeschlossen und so Ladungsreste Abgeführt.According to the basic arrangement shown in FIG. 1, the
Coin M from the slide bar SL, which is guided in the guide rails Fi and F2
is, so passed the capacitive or inductive probe of the button T that
from this the diameter of the coin N is swept over. This arises at the exit
the electronic circuit arrangement V1 connected to the button T in Fig.
2 the approximately trapezoidal original pulse I1, as shown in Fig. 2a-.
This original pulse I1 is fed to the limit electronics B, at its output
the square pulse I2 according to Fig. 2b arises with opposite polarity, whose
Pulse duration is approximately proportional to the coin diameter. About the resistances
R1 and R2 now become the sum of the integrals by means of the integration capacitor O1
from the negatively directed original pulse and the positively directed square pulse
won. The resistors R1 and R2 are expediently dimensioned so that the
Voltage U3 on capacitor C1 after integration has been completed as far as possible to zero
when the differential amplifier formed from the transistors T1 and T2
connected evaluation electronics A should respond. Under this condition
the sum of the two voltage integrals is independent of the speed,
with which the IRinze M is guided past the probe T. Changes to the
Value of the integration capacitor C1 as a result of a temperature drift can not
appear disruptive After the evaluation of the stored in capacitor C1 has been completed
As a result of the evaluation electronics A, the integration capacitor C1 is durcl
the switch sl short-circuited and thus discharged charge residues.
Gemäß der in Fig. 3 dargestellten prinzipiellen Schaltungsanordnung
wicl gleichzeitig sowohl die Summe der Integrale der beinen gegensinnigen
Impulse
I1 und 12 mittels der Widerstände R1 und R2 sowie des Integrationskondensators U1
analog der Wirkungsweise aerselben Bauele@ente in der Schaltungsanordnung nach Fig.
2 gebildet, als auch die Summe der Integrale der beiden gleichsinnigen Impulse I2
und I3 mittels der Widerstände R3 und R4 und des Integrationskondensators C2. Die
als Folge der Integration an C2 auftretende, gegenüber Masse positive Spannung U2
die dem Eingang 2 des aus T1 und T2 gebildeten Differenzverstirers zugeführt wird,
ist hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Differenzverstärker durch eine gleichgroße
Spannung, beispielsweise durch die entsprechend gepolte, im Linanr 1 einteschaltete
Spannung U zu kompensieren, wenn die Bedin ung für aai ansprechen der Auswerteelektronik
A eingehalten werden soll, daß sowohl Eingang 1 als auch Eingang 2 gleiches Potential
gegenüber Masse besitzen müssen. Selbstverständlich könnte auch mittels einer in
die Zuleitung zu Eingang 2 eingeschalteten und entsprechend gepolten, gleichgroßen
Gegenspannung U2'zu U) die obige Forderung erfüllt werden, wobei dann beide Eingänge
das Potential Null gegenüber Hasse aufweisen würden. Die an C auftretende Spannung
U1 wird entsprechend der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Hig. 2 auch
hier nach erfolgter Integration zu £ull. Eine entsprechend der in Fig. 3 dargestellten
Schaltungsanordnung aufgebaute Erkennungseinrichtung wird also nur dann ansprechen,
werni sowohl die Integrale von I1 und I2 summiert zu ull werden, als auch gleichzeitig
die Summe der Inegrale von I2 und ausgedrückt durch den Spannungswert U2, den vorgegebenen
Spannungswert U2'erreicht. Selbstverst@ndlich ist es auch möglich, mittels eines
Widerstandes und des Integrationskondensators C2 nur einen der Impulse Ii, I2 oder
I3 zu integrieren uno die Größe dieses Integrales analog der bereits beschriebenen
Wirkungsweise als Kriterium für die Auslösung des Auswertevorganges mittels der
Auswerteelektronik A zu beniitzen. Um dem Rechteckimpuls I2 in den oben dargelegten
Anwendungsrällen eine dem Münz@urcnmesser oder der Breite des Werkstückes proportionale
Information, gegeben durch die Impulsdauer bzw. I@pulsbreite, entnehmen zu können,
ist es selbstverständlich notwen@ig, den Amplitudenwert desselben mit hinreichender
Genauig@ eit ko@stant zu halten.According to the basic circuit arrangement shown in FIG. 3
wicl at the same time both the sum of the integrals of the legs in opposite directions
Impulses
I1 and 12 by means of the resistors R1 and R2 and the integration capacitor U1
analogous to the mode of operation of the same components in the circuit arrangement according to FIG.
2 as well as the sum of the integrals of the two pulses I2 in the same direction
and I3 by means of resistors R3 and R4 and the integration capacitor C2. the
voltage U2 that occurs as a result of the integration at C2 and is positive with respect to ground
which is fed to input 2 of the differential amplifier formed from T1 and T2,
is of the same size in terms of its effect on the differential amplifier
Voltage, for example by the correspondingly polarized, switched on in the Linanr 1
Compensate voltage U if the condition for aai respond to the evaluation electronics
A it should be observed that both input 1 and input 2 have the same potential
must possess mass compared to. Of course, an in
the supply line to input 2 is switched on and polarized accordingly and of the same size
Counter voltage U2'zu U) the above requirement can be met, in which case both inputs
would have zero potential versus Hasse. The voltage appearing at C.
U1 is according to the mode of operation of the circuit arrangement according to Hig. 2 too
here after integration to £ ull. One corresponding to that shown in FIG
Circuitry constructed detection device will only respond,
werni both the integrals of I1 and I2 are summed to zero, as well as simultaneously
the sum of the integral of I2 and expressed by the voltage value U2, the specified
Voltage value U2 'reached. Of course it is also possible to use a
Resistance and the integration capacitor C2 only one of the pulses Ii, I2 or
I3 to integrate uno the size of this integral analogous to that already described
Mode of operation as a criterion for triggering the evaluation process by means of the
Evaluation electronics A must be used. To the square pulse I2 in the above
Applications are proportional to the coin diameter or the width of the workpiece
Information given by the pulse duration or I @ pulse width can be obtained,
it is of course necessary to match the amplitude value of the same with sufficient
To keep accurate @ eit ko @ stant.