EP0603340B1 - Procede et appareil pour tester des pieces de monnaie - Google Patents

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EP0603340B1
EP0603340B1 EP92922260A EP92922260A EP0603340B1 EP 0603340 B1 EP0603340 B1 EP 0603340B1 EP 92922260 A EP92922260 A EP 92922260A EP 92922260 A EP92922260 A EP 92922260A EP 0603340 B1 EP0603340 B1 EP 0603340B1
Authority
EP
European Patent Office
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coin
inductor
reactance
loss
displacement
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92922260A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0603340A4 (fr
EP0603340A1 (fr
Inventor
David Michael Furneaux
Timothy Peter Waite
John William Bailey
Alan Ralph
Michael Chittleborough
Cary Sagady
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mars Inc
Original Assignee
Mars Inc
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US07/868,551 external-priority patent/US5213190A/en
Application filed by Mars Inc filed Critical Mars Inc
Publication of EP0603340A1 publication Critical patent/EP0603340A1/fr
Publication of EP0603340A4 publication Critical patent/EP0603340A4/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0603340B1 publication Critical patent/EP0603340B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07D—HANDLING OF COINS OR VALUABLE PAPERS, e.g. TESTING, SORTING BY DENOMINATIONS, COUNTING, DISPENSING, CHANGING OR DEPOSITING
    • G07D5/00—Testing specially adapted to determine the identity or genuineness of coins, e.g. for segregating coins which are unacceptable or alien to a currency
    • G07D5/08—Testing the magnetic or electric properties

Definitions

  • This invention relates to a method and apparatus for testing coins.
  • coin is used to encompass genuine coins, tokens, counterfeit coins and any other objects which may be used in an attempt to operate coin-operated equipment.
  • Coin testing apparatus in which a coin is subjected to a test by passing it through a passageway in which it enters an oscillating magnetic field produced by an inductor and measuring the degree of interaction between the coin and the field, the resulting measurement being dependent upon one or more characteristics of the coin and being compared with a reference value, or each of a set of reference values, corresponding to the measurement obtained from one or more denominations of acceptable coins. It is most usual to apply more than one such test, the respective tests being responsive to respective different coin characteristics, and to judge the tested coin acceptable only if all the test results are appropriate to a single, acceptable, denomination of coin. An example of such apparatus is described in GB-A-2 093 620.
  • At least one of the tests is sensitive primarily to the material of which the coin is made and, in particular, such a test may be influenced by the electrical conductivity, and in magnetic materials the magnetic permeability, of the coin material.
  • Such tests have been carried out by arranging for the coin to pass across the face of an inductor, and hence through its oscillating field, and measuring the effect that the coin has, by virtue of its proximity to the inductor, upon the frequency or amplitude of an oscillator of which the inductor forms part. Most often it has been the peak value of the effect, achieved when the coin is central relative to the inductor, that has been measured.
  • US-A-4946019 shows a method and apparatus for testing a coin comprising subjecting a coin to an oscillating magnetic field generated by an inductor, and making reactance and loss measurements which are used to validate the coin.
  • measurements of this type are sensitive to the distance between the coin and the inductor, in the direction perpendicular to the face of the inductor, at the time when the measurement is made.
  • This undesirable effect can be countered to some extent by arranging the mechanical design of the mechanism such that coins are always encouraged to pass the inductor at a fixed distance from it but this can never be achieved completely and requires design features which in other respects may be undesirable.
  • the measurement scatter caused by variable coin lateral position may be allowed for by setting the coin acceptance limits wider, so that acceptable coins will always pass the test even though they pass the inductor at different distances from it, but this adversely affects the reliability of the mechanism in rejecting unacceptable coins.
  • An object of the invention is to provide a method of testing a coin which is responsive to the material of the coin, and is relatively insensitive to the distance of the coin from a testing inductor.
  • the invention provides from one aspect a method of testing a coin in a coin testing mechanism, comprising subjecting a coin inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor, measuring the reactance and the loss of the inductor when the coin is in the field, and determining whether the direction in the impedance plane of a displacement line, representing the displacement of a coin-present point defined by the measurements relative to a coin-absent point representing the inductor reactance and loss in the absence of rejecting unacceptable coins. It is also known to utilise the combined effect of two inductors, one each side of the path of the coin, so that at least to some extent the effects of variation of coin position between the two inductors can cancel each other, but this involves the provision of a second inductor.
  • An object of the invention is to provide a method of testing a coin which is responsive to the material of the coin, and is relatively insensitive to the distance of the coin from a testing inductor.
  • the invention provides from one aspect a method of testing a coin in a coin testing mechanism, comprising subjecting a coin inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor, measuring the reactance and the loss of the inductor when the coin is in the field, and determining whether the direction in the impedance plane of a displacement line, representing the displacement of a coin-present point defined by the measurements relative to a coin-absent point representing the inductor reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction in the impedance plane.
  • the "impedance plane” as referred to above is a plane in which the reactance (reactive impedance) and the loss (resistive impedance) of a circuit or of an inductor are represented as measurements or vectors along two mutually perpendicular axes lying in that plane.
  • the term “displacement line” will be explained later in relation to Figure 1.
  • the invention can be carried out using only a single inductor because the direction of the displacement line is substantially independent of the lateral position of the coin. This simplifies the electrical wiring required and, in a typical coin mechanism where the coin passgeway lies between a body and an openable lid, avoids the need to provide flexible wiring leading to an inductor mounted on the lid.
  • the reference direction in the impedance plane is established as an angle relative to one of the reactance and loss axes.
  • the position of the coin-absent point in the impedance plane may not be constant, because the reactance of the coil itself, and the loss of the coil itself, may vary with temperature and consequently with time and also small changes in the geometry of the coin mechanism might occur.
  • the reactance and the loss of the inductor are measured both when the coin is in the field, and when it is not.
  • the direction of the displacement line is determined by the two points in respect of which the measurements have been taken.
  • the two reactance measurements are subtracted, the two loss measurements are subtracted, and the ratio of the two differences is taken, this representing the tangent of an angle the displacement line makes with one of the axes.
  • the tangent can then be compared with the reference direction which may be established or stored also as the tangent of the corresponding angle for an acceptable coin, represented, of course, as a number in digital form when digital processing and storage are being used for implementation.
  • the reference information may constitute for example a set of stored coordinates in the impedance plane which together define a reference displacement line the direction of which is the reference direction and the position of which is such that it extends through the substantially fixed coin-absent point. Then, the determination of whether the direction of the displacement line corresponds to the reference direction need not involve actually measuring the coin-absent point. It can be assumed that that point has not changed, so the correspondence of the two directions, or otherwise, can be determined simply by checking whether the coin-present point lies on the reference displacement line. If it does, then the coin will have caused displacement of the coin-present point in the direction of the reference displacement line.
  • the reference direction is established as an angle relative to the coin-absent total impedance vector of the inductor, instead of relative to the loss or reactance axes. This is of particular value, as will be explained below, when the reactance and loss measurements are taken by a phase discrimination method.
  • Using a phase discrimination method has advantages, which are mentioned above, but also can introduce errors due to reference signals employed not being accurately phased. Measuring the direction of displacement of the impedance plane point caused by the coin relative to the total impedance vector of the inductor and establishing the reference direction also as an angle relative to that total impedance vector reduces or eliminates such errors.
  • the direction of the displacement line is computed from signal ratios. Because ratios are taken, the result is independent of the gain of the channel which handles the relevant signals. However, when it is also desired to use as an acceptability criterion the difference between the coin-present and the coin-absent reactance, then the gain of the channel becomes important.
  • a further feature of the invention usable irrespective of whether the measurements are taken using a phase discrimination technique, or not, comprises compensating for the effect of varying system gain on said difference between reactance values by simulating, from time to time, a predetermined change in the reactance of the inductor when a coin is not in its field, detecting the resulting change in a signal dependent on said reactance which signal has been subjected to said system gain, comparing the detected change with a reference value, applying to said reactance-dependent signal a compensation factor derived from the result of said comparison such as to adjust that signal to substantially correspond with the reference value, and maintaining the application of said compensation factor until the next time said change is simulated.
  • the invention provides a method of testing a coin in a coin testing mechanism, comprising subjecting a coin inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor, measuring the reactance and the loss of the inductor when the coin is in the field, and determining whether the direction in the impedance plane of a displacement line, representing the displacement of a coin-present point defined by the measurements relative to a coin-absent point representing the inductor reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction in the impedance plane, and wherein the frequency of the oscillating field generated by the inductor is sufficiently low that its skin depth for the coin material is greater than the thickness of the coin, whereby the direction of said displacement line is influenced by the thickness of the coin being tested.
  • a further aspect of the invention is a coin testing mechanism for carrying out methods in accordance with the invention as referred to above.
  • the vertical axis represents the imaginary component, i.e. the reactance X, of the impedance of an inductor such as the coil 104 of the apparatus shown in Figure 2, as affected by any coin which may be near it.
  • the horizontal axis represents the real component of the impedance i.e. its resistance or loss R, again as affected by any coin which may near the coil.
  • both the effective reactance and the effective loss of the coil will change, that is to say that if X and R are now measured for coil plus coin the resulting values will define a different point b in the impedance plane.
  • the position of the line a-b may move in the impedance plane, for example to the parallel position a′-b′ , but its gradient, the angle ⁇ , remains the same for the same type of coin. That is to say, the direction of the line on which the point representing the coin/coil combination in the impedance plane has moved relative to the coil-only point (herein called the "displacement line”) is indicative of coin type and substantially independent of the lateral position of the coin.
  • the loss is increased by the additional factor of hysteresis loss, and the reactance may increase instead of decreasing, since the coin will, to a degree, act as a core for the coil.
  • the angle ⁇ will be in the opposite sense from that shown in Figure 1. This may be used to discriminate between magnetic and non-magnetic coins.
  • values of X and R are measured when no coin is present, and then when a coin is adjacent to the coil, the X values are subtracted and the R values are subtracted so as to give ⁇ x and ⁇ R as indicated in Figure 1, these values indicating by how much the coin has changed the effective reactance and the effective loss of the coil, and ⁇ X/ ⁇ R is taken; this is tan ⁇ for the unknown coin. Acceptability is tested by comparing this with a reference value of tan ⁇ which corresponds to the ratio of the measured values of ⁇ X and ⁇ R for an acceptable coin.
  • Means for positioning a coin shown in broken lines at 10 adjacent to a coil 104, the means being shown schematically as a coin passageway 12 along which the coin moves on edge past the coil.
  • a practical arrangement for passing a moving coin adjacent to an inductive testing coil is shown, for example, in GB-A-2 093 620.
  • the apparatus utilises the peak values.
  • the circuit of Figure 2 uses a phase discrimination technique for separating the real (R) and imaginary (X) components of the coil impedance. It comprises a signal source consisting of a digital frequency generator 100 whose output is filtered by a filter 102 whose output controls a constant current source 103 whose output drives the coin sensing coil 104. Thus, components 100, 102, 103 appear to the coil as a constant current source.
  • the output of generator 100 approximates to a sine wave but, being generated digitally, it contains higher harmonics and the function of the filter 102 is to filter these out.
  • the signal across coil 104 is applied to a phase sensitive detector 106 which also receives, from the generator 100, two reference signals.
  • One reference signal is on line 108 and ideally is in phase with the voltage across coil 104 so as to enable the phase sensitive detector to produce the signal representing X at one of its outputs.
  • On another line 110 a reference signal is applied which is at 90° to the first reference signal and in phase with the coil current, so as to enable the phase sensitive detector to develop at another output thereof a signal indicative of R of the coil.
  • the voltage signals applied to and output from the phase sensitive detector can only be relied on as measures of X and R so long as the peak coil current is constant with time.
  • the R and X signals are filtered by respective filters 112 and 114 and the resulting signals are applied to a microprocessor 116 which is programmed to carry out the necessary further processing of the signals, and also to carry out the further functions required for coin validation. Additionally, microprocessor 116 controls signal generator 100 so that it will generate alternately the reference signals on lines 108 and 110, and also switches the output of the phase sensitive detector 106 between the R and X output channels in synchronism with the switching of the reference signals.
  • vector 118 represents the total impedance of coil 104 when no coin is present and hence its end corresponds to point a in Figure 1. When a passing coin is centred on the coil, vector 118 has been shifted along displacement line 120 to become vector 118′.
  • Microprocessor 116 receives from the phase sensitive detector 106 signals representing the X and R components of both of those vectors and hence can compute ⁇ X and ⁇ R and their ratio ⁇ X/ ⁇ R which is tan ⁇ as referred to before.
  • the inductor is shown as a single coil, it may have other configurations, such as a pair of coils opposed across the coin passageway and connected in parallel or series, aiding or opposing.
  • Figure 4 shows how, for a single coin, X and R (both measured in ohms) vary with time as a coin passes the coil. ⁇ X and ⁇ R are also shown. It can be seen that whereas X reaches a relatively smooth and flat negative peak during the middle part of the passage of the coin, R has a relatively smooth plateau in the central part of its peak, with a small further superimposed peak at each end of the plateau, these small peaks being caused by edge effects as the rim of the coin passes the centre of the coil.
  • the vector 120 from the coin-absent point to the point defined by the present X-R measurements of the moving coin lengthens and rotates clockwise until it reaches the tip of the hook and then performs the reverse movement.
  • computations may be carried out by storing the variable values of ⁇ X and ⁇ R occurring throughout the passage of the coin, computing the corresponding time-varying values of ⁇ X/ ⁇ R (i.e. tan ⁇ ) and then detecting the maximum of the computed value of tan ⁇ , this maximum being compared with the reference value of tan ⁇ for an acceptable coin.
  • phase error is that the components of the total impedance vectors 118 and 118′ in Figure 3 would be measured relative to discrimination axes X d and R d which are rotated relative to the true reactance and loss axes.
  • the calculated value ⁇ X d becomes larger than the desired true value ⁇ X while the calculated value ⁇ R d becomes smaller than the desired true value ⁇ R.
  • Angle C is equal to the sum of angles A and B as indicated in Figure 6.
  • Figure 6 indicates that R d /X d is the tangent of angle B so that angle B can be computed from those measured values.
  • the tangent of angle A is ⁇ R d / ⁇ X d , so that angle A can be computed from those difference values.
  • Angle C is arrived at by summing the computed angles A and B.
  • Figure 7 shows various additions to the basic phase discrimination measurement type of circuit as shown in Figure 2.
  • components corresponding to those already described with reference to Figure 2 have been given the same reference numerals as in Figure 2 and will not be described again.
  • the constant current source is in the form of a transistor 103 and associated components.
  • the additional components as compared with Figure 2 are a calibration and offset circuit generally indicated at 130, a pre-amplifier 132 for amplifying the X and R signals, which are taken from the lower end of coil 104, prior to their application to the phase sensitive detector 106, a second offset circuit 134, and a digital-to-analogue converter 136 for converting the outputs of the filters 112 and 114 to digital form for handling by the microprocessor 116.
  • a single filter or integrator 112/114 is shown in Figure 7, this being equivalent to the two separately shown circuits 112 and 114 in Figure 2. In practice, it would be preferred to use a microprocessor which actually incorporates the analogue-to-digital converter 136.
  • phase sensitive detector 106 separates the X signal from the R signal by developing at its output the X signal when the in-phase (with the coil voltage) reference signal is being applied on line 108, and the R signal when the quadrature-phase reference signal is being applied on line 110. Consequently, the circuit components from the output of phase sensitive detector 106 to microprocessor 116 are serving as a common channel for the X and R signals but at any one moment are handling only one or the other of them.
  • a first significant function of the Figure 7 circuitry is to provide an alternative manner of dealing with the problem caused by angular displacement of the phase discrimination axes relative to the true X and R axes; that is to say, alternative to the method previously described with reference to Figures 3 and 6 in which the angle C between the displacement line 120 and the total impedance vector 118 was calculated instead of the error-influenced angle ⁇ d .
  • the first step is to measure the phase-error angle ⁇ e (see Figure 3) in a way which will be described below. It can be seen from Figure 3 that ⁇ e is the difference between the desired angle ⁇ and the erroneous angle ⁇ d . Once ⁇ e is known, either or both of two steps can be taken. First, the microprocessor 116 can adjust the digital generator 100 such that the phases of the reference signals on both lines 108 and 110 are shifted in a direction tending to reduce ⁇ e to zero. This will usually not be possible because, since generator 100 is digital, the phases of its outputs can only be adjusted in steps and so normally there will be a residual value of ⁇ e which cannot be eliminated by adjustment.
  • the principle is to simulate, by operation of the calibration and offset circuit 130, a change in the reactance in the coil 104 when there is no coin in its field. It can be appreciated from a study of Figure 3 that if the phase-error angle ⁇ e were 0, and the X component of the coil impedance vector 118 were changed without changing its R component, then there would not be any change either in the R component as perceived or measured at the output of the phase sensitive detector 106. However, if the phase-error angle ⁇ e is not 0, so that in Figure 3 axis R d does not coincide with axis R, there will be a change in the R value as measured along the axis R d .
  • the calibration and offset circuit 130 in Figure 7 simulates the change in the coil impedance X component, and makes sure that the simulation does not affect the coil R component, and then the relationship between the change in R as measured from the output of phase sensitive detector 106, and the change in the X measurement, is used as a basis for computing the error angle ⁇ e .
  • calibration and offset circuit 130 The normal operating configuration of calibration and offset circuit 130 is with transistor T2 switched off and transistor T1 switched on.
  • the current in coil 104 is then split between series resistors Rb and Rc on the one hand and the parallel resistor Ra on the other hand. These are all precision resistors. It needs to be remembered that in the Figure 7 circuit it is that voltage component across coil 104 which is in phase with the current through coil 104 that is being taken as a measure of the coil loss R. This is only a true representation so long as the magnitude of the coil current remains constant. It is the value of the voltage component across coil 104 that is 90° out of phase with the coil current that is being taken as a measure of coil reactance X.
  • this latter voltage has an offset applied to it for a reason which will be described later, by tapping between resistors Rb and Rc to obtain a voltage which is in phase with the coil current, changing the phase of that tapped-off voltage by 90° by means of capacitor Ci, and applying the resulting phase-shifted voltage to the input of the preamplifier 132.
  • This offset voltage is 180° out of phase with the imaginary, or reactance-related, component of the voltage across coil 104 and so the effect is simply to apply a fixed offset to the voltage component which, at the input of preamplifier 132, represents the coil reactance X.
  • This offset voltage is A.C. and it is phased such that it will not in itself affect the loss-related component of the input voltage to pre-amplifier 132.
  • transistor T2 is switched on which introduces precision resistor Rd in parallel with resistor Rc, thus reducing the tapped-off voltage being fed through capacitor Ci.
  • This voltage reduction simulates, at the input of pre-amplifier 132 a reduction in the reactance X of coil 104, i.e. ⁇ X d of Figure 8.
  • resistor Ra is switched out by turning off transistor T1. The value of resistor Ra is chosen to then keep the coil current constant and so the simulation of the change in X is arranged not, in itself, to also simulate any change in coil loss R, i.e.
  • microprocessor 116 Having calculated ⁇ e or at least tan ⁇ e , as ⁇ R d / ⁇ X d , if the resultant angle is greater than the minimum adjustment that can be applied to the digital generator 100, microprocessor 116 instructs the digital generator 100 to make that adjustment, in a sense which reduces the phase discrimination error. At such time as the measured error angle becomes less than the minimum adjustment step, microprocessor 116 sums it with the measured value ⁇ d , so as to obtain the desired angle ⁇ for the coin test. It should be appreciated that ⁇ e may be positive or negative so that the summing may either increase or decrease the measured value ⁇ d .
  • the circuitry may instead be adapted so as to simulate a change in R without simulating any change in X, and then calculating ⁇ e or tan ⁇ e from the measured value of ⁇ R d and any resulting measured value of ⁇ X d .
  • the X and R signals both have to be processed in the common channel of pre-amplifier 132 and phase sensitive detector 106 and with one signal approximately thirty times the size of the other an extremely poor signal-to-noise ratio would be obtained, possibly making any meaningful extraction of a ⁇ R measurement impossible.
  • the offset applied to the X signal through capacitor Ci is substantial, so that it renders the X signal at the input of pre-amplifier 132 comparable in size to the R signal.
  • greatly improved use is made of the dynamic range of the operational amplifier 132, and the signal-to-noise ratio can be made acceptable.
  • the exact value of the offset voltage is not important, so long as it remains constant, because it is applied against both the coin-present and coin-absent X values and hence does not cause any alteration in the difference ⁇ X which is used in computing the angle ⁇ or its tangent. No offset is applied against the R signal at the input of pre-amplifier 132.
  • Calibration and offset circuit 130 has a third function but it is necessary, before explaining it, to refer to a further technique used in testing coins, using the circuit of Figure 7.
  • coin diameter is a useful one.
  • the direction of the displacement line (for example the angle ⁇ ) is not sufficiently sensitive to coin diameter to provide a useful diameter test, even if the coil is made approximately as large as, or larger than, the largest-diameter coin to be tested. It is found that, when using the circuit of Figure 7, and so long as the diameter of the inductor 104 is about as large as or larger than the diameter of the largest coin to be tested, the value of ⁇ X is usefully sensitive to coin diameter, and can be used as a second coin test, the coin only being accepted when its ⁇ X value corresponds to that of the same type of acceptable coin as does its displacement line direction.
  • the value of the ⁇ X signal alone will be dependent upon the system gain, and this can be expected to vary with time and with temperature.
  • the calibration and offset circuit 130 is periodically (for example on switching on, and every few minutes) operated as follows.
  • transistor T2 is switched off during normal operation of the circuit.
  • transistor T1 is also switched off, thus taking resistor Ra out of the circuit. Since this is in parallel with Rb and Rc the total resistance is increased and the current through coil 104 falls. Since the three resistors Ra, Rb and Rc are precision resistors, they can be selected so that switching Ra out will repeatably produce a quite accurately constant percentage change in the coil current, for example 2%. So far as the X-component of the coil voltage is concerned, this will appear as a 2% decrease in the coil reactance.
  • the system will be designed to operate with some desirable level of overall gain from the coil 104 to the output of the digital-to-analogue converter 136.
  • the desired overall gain is such that a 2% change in the X-component of the coil voltage should produce a count change of 200 at the analogue-to-digital converter output.
  • T1 is switched off to cause the 2% change
  • the resulting change in counts at the output of the analogue-to-digital converter is checked by the microprocessor 116. If it is 200, no action is taken, but if it is different from 200, say n, then the compensation factor 200/n is calculated.
  • transistor T1 is switched on again to return the circuit to its normal operating configuration and subsequently each time ⁇ X is calculated by the microprocessor 116 (based of course upon the count outputs of the analogue-to-digital converter 136 for coin-present and coin-absent X values), the result is multiplied by the compensation factor 200/n thus producing a ⁇ X value which has been compensated for variations in the system gain.
  • variations in gain of the analogue components are measured and are then compensated for by multiplication at the digital stage such that constant gain is maintained as between the output from the coil and the final computed ⁇ X value.
  • the analogue-to-digital converter 136 forms a further common channel in which both the X and R signals are to be processed.
  • the X signal decreases and the R signal increases.
  • further offsets are applied to both the X and R signals such that the coin-absent value of each signal lies close to the appropriate end of the dynamic range of the analogue-to-digital converter 136.
  • the substantial first X offset voltage which is applied through capacitor Ci as was previously described is represented as Xo and reduces X1 and X2 to X10 and X20 where they are comparable in magnitude to R1 and R2, so that line 120 is shifted to 120′.
  • the second X offset voltage, applied by second offset circuit 134 is represented as Xo′ and shifts the voltages X10 and X20 to X 10′ and X 20′ respectively, thus shifting lines 120′ to 120′′.
  • the R offset voltage from circuit 134 is indicated at Ro′ and shifts the voltages R1 and R2 to R 10′ and R 20′ respectively, so that line 120′′ shifts to 120′′′.
  • the idling or coin-absent X component value X 10′ is close to zero. This places it near the bottom of the dynamic range of the analogue-to-digital converter 136.
  • the coin-absent value of the R component signal R 10′ is placed near the top of the dynamic range of the analogue-to-digital converter 136.
  • the difference values ⁇ X and ⁇ R, and consequently the angle ⁇ remain unchanged by the application of the offsets, as indicated near the bottom left-hand corner of Figure 9, and although the difference values are in opposite senses, they occupy different but substantially overlapping portions of the dynamic range of the analogue-to-digital converter so that the use of its dynamic range is optimised.
  • the angle ⁇ discussed above and shown in the drawings, and the angle C shown in Figure 4, are constant for a given coin material, so long as the coin is large enough to influence the whole of the field of coil 104, at the frequencies that are most commonly used in testing coins. However, as the frequency is decreased below the most commonly used ranges, for example to below 20 kHz, so the angle ⁇ starts to change, the change being dependent on the thickness of the coin.
  • Figure 10 shows a set of three curves which represent the values of the angle ⁇ for three test discs which are of the same material but which differ in thickness, and the values of ⁇ being shown over a range of frequencies (on a logarithmic scale) at which coil 104 may be driven.
  • the thickness-dependence of the angle ⁇ becomes significant when the frequency is reduced to the point where the skin depth of the field in the material is about one third of the thickness of the material. It can be seen from Figure 10 that when the frequency is high enough for the skin depth to be much less than the thickness of all of the test discs, the thickness-dependence of the angle ⁇ disappears. The higher the conductivity of the material, the less the skin depth at a given frequency. Consequently it is necessary to go to lower frequencies to achieve useful thickness-dependence for the higher conductivity coin materials.
  • the US coin set is primarily of relatively high conductivity materials and to achieve thickness sensitivity with that coin set, and with magnetic coins, it is preferred to use a frequency of 10 kHz or less, for example less than 6 kHz.
  • a frequency of 10 kHz or less for example less than 6 kHz.
  • cupronickel which is common among the UK coin set
  • the conductivity is lower and the skin depth greater at a given frequency, so that significant thickness-dependence can be obtained at frequencies below 100 kHz, preferably below 50 kHz and even more preferably below 35 kHz where the effect is greater.
  • the angle ⁇ is dependent on coin thickness as well as material, it remains to a very large extent independent of the spacing of the coin from the coil and so a reliable thickness dependent measurement can be made using a single coil located to one side of the coin path.
  • a practical coin testing apparatus has been constructed which employs the techniques described herein with reference to Figure 7 and which employs two testing inductors comparable with the inductor 104. Both inductors were located on the same side of the coin path.
  • the first inductor consisting of an annular coil set into a ferrite pot core was 14 mm in diameter and was driven at 8 kHz.
  • the second, regarded in the direction of coin travel, was of similar construction but 37.5 mm in diameter and was driven at 115 kHz. The first was smaller in diameter than the smallest coin to be accepted and was set above the coin track so as to always be completely occluded by the coin when the coin was centred relative to the coil.
  • this inductor was driven at the relatively low frequency of 8 kHz, the value of angle ⁇ derived using this coil was dependent on both the material and the thickness of the coin.
  • the second inductor was of a diameter greater than that of the largest coin to be accepted and was set with its bottom edge level with the coin track. The higher frequency of 115 kHz ensured that the angle ⁇ derived using this inductor would be substantially independent of coin thickness, but the large diameter of the coil rendered the angle ⁇ sensitive to the diameter or area of the coin as well as its material.
  • This inductor was positioned downstream on the coin path to allow any bouncing of the coin to cease the which otherwise would influence the diameter-sensitive measurement on the coin. Such bouncing would have less influence on the output of the much smaller thickness-sensitive inductor.
  • Both coils were driven by the same digital signal generator 100 and the output signals from both coils were processed, referring to Figure 7, by the same pre-amplifier 132 and the further components right through to the microprocessor 116.
  • Each of the inductors was provided with its own filter 102, drive transistor 103 and calibration and offset circuit 130 and the two groups of these components were switched into and out of the circuitry of Figure 7, alternately, at the points marked P in Figure 7 under the control of microprocessor 116 which simultaneously switched generator 100 between the higher and the lower frequencies appropriate to the two inductors.
  • measurements are made when the displacement line direction, and ⁇ X itself, are at extremes, but it is also possible to use measurements taken at other times during the passage of a coin past a sensor, as is known, and the technique described may be used in that way also.
  • phase discrimination method is used to derive X, R, ⁇ X and ⁇ R
  • various novel and inventive aspects of those embodiments are usable even if alternative methods (such as will be described with reference to Figures 11 and 12) are used for those derivations, such as using ⁇ X as an acceptability criterion in addition to displacement line direction, and using displacement line direction at lower frequencies as a thickness-responsive measurement.
  • the described technique for compensating for gain variations is usable in coin mechanisms irrespective of the origin or significance of the signals being processed.
  • a pi-configuration tuned circuit 2 includes an inductor in the form of a single coil 4, two capacitors 6 and 7 and a resistor 8.
  • Resistor 8 is not normally a separate component and should be regarded as representing the effective loss in the tuned circuit, which will consist primarily of the inherent loss of the coil 4.
  • Means for positioning a coin shown in broken lines at 10 adjacent to the coil 4, the means being shown schematically as a coin passageway 12 along which the coin moves on edge past the coil.
  • the apparatus is responsive to the peak value of this effective loss.
  • the tuned circuit 2 is provided with a feedback path so as to form a free-running oscillator.
  • the feedback path is generally indicated at 14 and includes a line 16 which carries the voltage occurring at one point in the tuned circuit, a switching circuit 18, and an inverting amplifier 20 which provides gain in the feedback path.
  • a phase delay circuit shown schematically at 24 is alternately switched into the feedback path, or by-passed, depending on the condition of switching circuit 18.
  • the phase shift round the feedback path is 180° when the phase delay circuit 24 is not switched into it, and the phase shift across the pi-configuration tuned circuit is then also 180°. In this condition the oscillator runs at its resonant frequency.
  • Figure 12 shows the relationship between frequency of oscillation and amount of phase shift ( ⁇ ) in the feedback path for five different values of total effective loss in the tuned circuit, from a relatively low value R1 to a relatively high value R5.
  • the amount of effective loss in the circuit at any particular time can be determined by changing the amount of phase shift in the feedback path from one known value to another (or by a known amount) and measuring the resulting change in frequency.
  • the relationship between the phase shift change and the frequency change effectively represents the gradient of one of the curves shown in Figure 12 and consequently indicates on which curve the circuit is operating and hence what is the present effective loss in the circuit.
  • the effective loss is the low value R1; but, if the frequency changes by the larger amount ⁇ fC the effective loss is the higher value R4.
  • the frequency of the oscillator is fed on line 26 to a frequency sensing circuit 28.
  • a control circuit 30 repeatedly operates switching circuit 18 by a line 32 to switch the phase delay circuit 24 into and out of the oscillator feedback path. Via the same line 32 it also operates a switch 34 in synchronism with switching circuit 18 so that the values of the frequency sensed by sensing circuit 28 are stored in store 36 (this being the frequency value when the phase delay is not present in the oscillator circuit) and store 38 (this being the frequency value when the phase delay is introduced into the oscillator circuit).
  • Figure 11 and the following description may be better understood by reference to the following table of the notation used for various frequencies and frequency differences:
  • a subtracter 40 subtracts f0 from f ⁇ to develop ⁇ f and, in the normal condition of a switch 42, this value of ⁇ f is passed to a store 44.
  • This normal condition prevails while there is no coin adjacent to coil 4, in which case the effective loss in the tuned circuit is low (say, the low value R1 of Figure 12) and the frequency difference value being stored at 44 is then ⁇ fNC (indicated in Figure 12), this value being indicative of the inherent effective loss of the tuned circuit itself at the time when the measurements are being taken.
  • a section 46 of control circuit 30 detects the beginning of this change from line 48 and in response changes the condition of switch 42 via line 50, causing the recent idling value of ⁇ fNC to be held in store 44.
  • Circuit section 46 is adapted to detect this peak occurring and, in response, it causes switch 42 to direct the value of ⁇ f occurring when the coin is centred, to store 52.
  • This frequency shift indicates that the total effective loss in the tuned circuit is now the relatively high value R4 consisting of the effective loss inherent in the circuit plus the effective loss introduced into it by the particular coin which is now centred on the coil 4.
  • the effective loss R of the coil is k1 ⁇ f where k1 is a constant.
  • a value indicative of the effective loss introduced by the coin alone is then derived by circuit 54 which subtracts ⁇ fNC from ⁇ fC and multiplies by the constant k1. This is equal to ⁇ R as previously referred to.
  • the circuit of Figure 11 also measures ⁇ X, the amount of reactance introduced by the coin into the tuned circuit 2, as follows.
  • the value of f0 ie. oscillation frequency without any imposed phase shift
  • Switch 62 is operated by the arrival sensing and peak detecting section 46 of control circuit 30 in the same manner as switch 42. Consequently, the coin-absent or idling frequency without phase delay becomes stored in store 66, and the coin-present peak low frequency reached without phase delay as the coin passes the inductor 4 becomes stored in store 68.
  • These frequencies are indicative of the total reactance in the tuned circuit itself, and with the additional influence of the coin, respectively.
  • the effective reactance X of the coil is k2/f0 where k2 is a constant.
  • ⁇ X is derived by circuit 70 which takes the reciprocals of both frequencies, subtracts them, and multiplies by constant k2.
  • circuits 54 and 70 are fed to a divider 72 which takes ⁇ X/ ⁇ R (i.e. tan ⁇ for the coin being tested) and passes it to a comparator 74 where it is compared with a reference value of tan ⁇ from reference circuit 78. If they correspond, the comparator 74 provides an output to AND gate 76.
  • a divider 72 which takes ⁇ X/ ⁇ R (i.e. tan ⁇ for the coin being tested) and passes it to a comparator 74 where it is compared with a reference value of tan ⁇ from reference circuit 78. If they correspond, the comparator 74 provides an output to AND gate 76.
  • the inductor is shown as a single coil, it may have other configurations, such as a pair of coils opposed across the coin passageway and connected in parallel or series, aiding or opposing.
  • any comparisons made for checking acceptability in any of the embodiments will allow for this, for example by having the reference values in the form of a range defined by upper and lower limits or by applying a tolerance to the measured value before comparing with an exact reference. All reference values may be stored, for example in the memory of a microprocessor or in a separate digital memory, or they may be calculated from stored coin-related information whenever required.

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé destiné à tester une pièce de monnaie (10) dans un mécanisme de test, qui consiste à soumettre une pièce de monnaie (10) insérée dans le mécanisme à un champ d'oscillations généré par un inducteur (104); à mesurer la réactance et la perte de l'inducteur (104) lorsque la pièce de monnaie (10) se trouve dans le champ, et à déterminer si la direction dans le plan d'impédance d'une ligne de déplacement, représentant le déplacement d'un point présent sur la pièce (b, c, d) défini par des mesures, par rapport à un point absent (a) de la pièce de monnaie représentant la réactance de l'inducteur et la perte en l'absence d'une pièce, correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance. Les mesures de réactance et de perte peuvent être prises à l'aide d'un procédé de discrimination de phase. L'invention se rapporte également à des techniques et à un appareil destinés à compenser l'erreur de phase dans la discrimination de phase, à mesurer la direction de la ligne de déplacement par rapport à un axe différent, à appliquer des décalages pour obtenir des avantages dans le traitement du signal, à prendre des mesures sensibles à l'épaisseur, et à utiliser le changement de réactance comme un critère d'acceptaion de pièce supplémentaire. Certains de ces perfectionnements sont utilisables indépendamment du procédé de discrimination de phase.

Claims (75)

  1. Un procédé de test d'une pièce de monnaie (10) dans un mécanisme de test de pièces, comprenant les étapes consistant à soumettre une pièce (10) insérée dans le mécanisme à un champ oscillant engendré par un inducteur (104), et mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par l'étape consistant à déterminer si la direction (_) dans le plan d'impédance d'une ligne de déplacement (a-b), qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente qui est défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur (104) en l'absence d'une pièce (10), correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, les mesures de réactance (X) et de perte (R) étant effectuées par un procédé de discrimination de phase.
  2. Un procédé de test d'une pièce de monnaie (10) dans un mécanisme de test de pièces, comprenant les étapes consistant à soumettre une pièce (10) insérée dans le mécanisme à un champ oscillant engendré par un inducteur (104), et mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par l'étape consistant à déterminer si la direction (_) dans le plan d'impédance d'une ligne de déplacement (a-b), qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente qui est défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur (104) en l'absence d'une pièce (10), correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, comprenant en outre l'excitation de l'inducteur (104) à partir d'une source (100) de signaux.
  3. Un procédé selon la revendication 2, dans lequel ladite source (100) de signaux agit comme source (103) de courant constant.
  4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant l'étape consistant à échantillonner la tension aux bornes de l'inducteur à des instants séparés sensiblement de 90° en phase afin de dériver des signaux respectifs qui représentent la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur.
  5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant une mesure du déplacement angulaire (_e), dans le plan d'impédance, des axes (Xd, Rd) de discrimination de phase par rapport aux vrais axes (X, R) de réactance et de perte.
  6. Un procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à mesurer ledit déplacement angulaire (_e) en simulant une variation de la réactance seulement (∂X) ou de la perte seulement (∂R) de l'inducteur lorsqu'une pièce ne se trouve pas dans le champ, détecter la variation résultante des mesures de perte ou de réactance effectuées par ledit procédé de discrimination de phase, et calculer ledit déplacement angulaire (_e) à partir de la relation entre la variation simulée et la variation résultante détectée.
  7. Un procédé selon la revendication 6, dans lequel la variation simulée ne concerne que la réactance (∂X) de l'inducteur (104), et la variation résultante de la mesure de perte (R) est détectée.
  8. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, comprenant un décalage angulaire des axes (Xd, Rd) de discrimination de phase de manière à réduire ledit déplacement angulaire (_e).
  9. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8 comprenant, dans ladite étape de détermination, une application d'un facteur de correction dérivé de ladite mesure de déplacement angulaire.
  10. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, dans lequel ladite direction de référence est établie en tant qu'angle (_) par rapport à l'un des axes (X, R) de réactance et de perte.
  11. Un procédé selon la revendication 10, dans lequel les mesures de réactance et de perte sont effectuées par un procédé de discrimination de phase et ladite étape de détermination inclut une évaluation de l'angle (_) compris entre ladite ligne de déplacement et l'un des axes (X, R) de discrimination de phase.
  12. Un procédé selon la revendication 11, lorsqu'elle dépend indirectement de la revendication 9, dans lequel l'application d'un facteur de correction comprend l'étape consistant à combiner le déplacement angulaire mesuré (_e) des axes de discrimination de phase et ledit angle évalué (_) de la ligne de déplacement.
  13. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, dans lequel le point (a) qui représente la réactance (X) et la perte (R) d'inducteur en l'absence d'une pièce est défini en mesurant la réactance et la perte de l'inducteur (104) en l'absence d'une pièce et la direction (_) de ladite ligne de déplacement est établie à partir des mesures de pièce présente (b) et de pièce absente (a).
  14. Un procédé selon la revendication 13, dans lequel les mesures de pièce absente sont prises chaque fois qu'une pièce (10) est essayée.
  15. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant les étapes consistant à agencer une ligne de déplacement de référence dont la direction dans le plan d'impédance est ladite direction de référence et dont la position dans le plan d'impédance est telle qu'elle passe par le point (a) de pièce absente, et dans lequel ladite étape de détermination comprend l'étape consistant à déterminer si les mesures de réactance (X) et de perte (R) de pièce présente définissent un point (b) qui est situé sensiblement sur la ligne de déplacement de référence.
  16. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite étape de détermination inclut une évaluation de l'angle (C) compris entre ladite ligne de déplacement et le vecteur (118) d'impédance totale de pièce absente de l'inducteur (104).
  17. Un procédé selon la revendication 16, dans lequel les mesures de réactance et de perte sont effectuées par un procédé de discrimination de phase et ladite évaluation comprend les étapes consistant à mesurer l'angle (B) compris entre ledit vecteur d'impédance totale (118) de pièce absente et un axe (Xd) de discrimination de phase, mesurer l'angle (A) compris entre ladite ligne de déplacement (120) et l'axe (Xd) de discrimination de phase, et combiner ces deux angles mesurés (A, B).
  18. Un procédé selon la revendication 16 ou la revendication 17, dans lequel ladite direction de référence est établie en tant qu'angle relatif au vecteur d'impédance totale (118) de pièce absente de l'inducteur (104) dans le plan d'impédance.
  19. Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des signaux qui dépendent de la réactance (X) et de la perte (R), respectivement, de l'inducteur (104) sont traités dans un canal commun (132), la différence (ΔX) entre les valeurs du signal dépendant de la réactance pour une pièce présente et pour une pièce absente est utilisée dans ladite étape de détermination, et un déport (Xo) est appliqué avant ledit traitement au signal (X) dépendant de la résistance de manière à réduire sensiblement sa valeur pour la rapprocher de celle du signal (R) qui dépend de la résistance.
  20. Un procédé selon la revendication 19, dans lequel les signaux passent depuis ledit canal commun (132) vers un autre canal commun (136), les différences (ΔX, ΔR) entre les valeurs des deux signaux, de pièce présente et de pièce absente, qui dépendent de la réactance et qui dépendent de la perte sont utilisées dans ladite étape de détermination et un déport (Xo′, Ro′) est appliqué avant ledit autre canal (136) soit à l'un, soit à l'autre, soit à l'un et l'autre des signaux d'une manière telle que la valeur de pièce absente de chaque signal est proche d'une extrémité de la plage dynamique d'un composant (136) de l'autre canal commun, afin d'optimiser ainsi l'utilisation de la plage dynamique dudit composant (136).
  21. Un procédé selon la revendication 20, dans lequel ledit composant est un convertisseur analogique à numérique, ou A-N (136).
  22. Un procédé de test d'une pièce de monnaie (10) dans un mécanisme de test de pièces, comprenant les étapes consistant à soumettre une pièce (10) insérée dans le mécanisme à un champ oscillant engendré par un inducteur (104), et mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par l'étape consistant à déterminer si la direction (_) dans le plan d'impédance d'une ligne de déplacement (a-b), qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente qui est défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur (104) en l'absence d'une pièce (10), correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, dans lequel ladite direction de référence est appropriée à un type particulier de pièce, et comprenant en outre l'étape consistant à déterminer si la différence (ΔX) entre les valeurs de pièce absente et de pièce présente de la réactance de l'inducteur correspond à une valeur de référence appropriée pour le même type particulier de pièce.
  23. Un procédé selon la revendication 22, comprenant les étapes consistant à compenser l'effet d'un gain variable de système sur ladite différence (ΔX) entre des valeurs de réactance en simulant, de temps à autre, une variation prédéterminée (∂X) dans la réactance de l'inducteur (104) lorsqu'aucune pièce ne se trouve dans son champ, en détectant la variation résultante d'un signal qui dépend de ladite réactance, signal qui a été soumis audit gain du système, en comparant la variation détectée à une valeur de référence, en appliquant audit signal dépendant de la réactance un facteur de compensation dérivé du résultat de ladite comparaison de manière à ajuster ce signal pour correspondre sensiblement à la valeur de référence, et en maintenant l'application dudit facteur de compensation jusqu'à la fois suivante où ladite variation est simulée.
  24. Un procédé selon la revendication 23 dans lequel ledit signal qui dépend de ladite réactance est un signal analogique, comprenant les étapes consistant à convertir sous forme numérique ledit signal analogique avant de détecter ladite variation résultante, comparer sous la forme numérique la variation de la sortie de canal à une valeur de référence numérique, dériver de la comparaison un facteur de compensation numérique, et appliquer le facteur de compensation numérique à la forme numérique du signal dépendant de la réactance jusqu'à la fois suivante où ladite variation est simulée.
  25. Un procédé de test d'une pièce de monnaie (10) dans un mécanisme de test de pièces, comprenant les étapes consistant à soumettre une pièce (10) insérée dans le mécanisme à un champ oscillant engendré par un inducteur (104), et mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par l'étape consistant à déterminer si la direction (_) dans le plan d'impédance d'une ligne de déplacement (a-b), qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente qui est défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur (104) en l'absence d'une pièce (10), correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, dans lequel la fréquence (fo) du champ oscillant engendré par l'inducteur (104) est suffisamment basse pour que la direction (_) de ladite ligne de déplacement (a-b) soit influencée par l'épaisseur de la pièce (10) en cours de test.
  26. Un procédé selon la revendication 25, dans lequel ladite fréquence (fo) est suffisamment basse pour que sa profondeur de peau soit supérieure, pour la matière de pièce, à un tiers de l'épaisseur de la pièce (10).
  27. Un procédé selon la revendication 25, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 100 kHz ou moins.
  28. Un procédé selon la revendication 25, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 35 kHz ou moins.
  29. Un procédé selon la revendication 25, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 10 kHz ou moins.
  30. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, comprenant la génération dudit champ oscillant à partir d'une seule face de la pièce.
  31. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, dans lequel l'étape de détermination est effectuée en liaison avec une série de directions de référence qui correspondent respectivement à une série de types acceptables de pièces.
  32. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, dans lequel ladite étape de détermination est effectuée au moins lorsque la direction de ladite ligne de déplacement (120) atteint un extrême pendant le passage d'une pièce à l'inducteur.
  33. Un procédé selon la revendication 32, comprenant une évaluation répétée de la direction de la ligne de déplacement (120) au fur et à mesure que la pièce (10) se déplace sur sa tranche à l'inducteur (104), et une détection, à partir des résultats de l'évaluation, d'un instant où la direction de la ligne de déplacement (120) est à un extrême.
  34. Un mécanisme d'essais de pièce comprenant un passage (12) de pièces, un circuit incluant un inducteur (104), apte à amener l'inducteur à engendrer un champ oscillant dans le passage (12) de pièces, et des moyens (106 à 116) aptes à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par un moyen (116) destiné à déterminer si la direction (_), dans le plan d'impédance, d'une ligne de déplacement qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur en l'absence d'une pièce, correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, dans lequel ledit moyen apte à mesurer la réactance et la perte de l'inducteur (104) lorsque la pièce est dans le champ inclut un circuit (106 à 114) de discrimination de phase.
  35. Un mécanisme d'essais de pièce comprenant un passage (12) de pièces, un circuit incluant un inducteur (104), apte à amener l'inducteur à engendrer un champ oscillant dans le passage (12) de pièces, et des moyens (106 à 116) aptes à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par un moyen (116) destiné à dèterminer si la direction (_), dans le plan d'impédance, d'une ligne de déplacement qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur en l'absence d'une pièce, correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, comprenant en outre une source (100) de signaux agencée pour exciter l'inducteur (104).
  36. Un mécanisme selon la revendication 35, dans lequel ladite source de signaux est une source de courant constant (132; Fig. 7).
  37. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 36, dans lequel le circuit (106 à 114) de discrimination de phase est apte à échantillonner la tension aux bornes de l'inducteur à des instants sensiblement séparés de 90° en phase afin de dériver des signaux respectifs qui représentent la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur.
  38. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 37, comprenant un moyen (80) se mesure du déplacement, dans le plan d'impédance, des axes (Xd, Rd) de discrimination de phase par rapport aux vrais axes (X, R) de réactance et de perte.
  39. Un mécanisme selon la revendication 38, comprenant un moyen (130) de simulation d'une variation (∂X) de la réactance ou de la perte seulement de l'inducteur (104) lorsqu'une pièce ne se trouve pas dans son champ, un moyen de détection (116) de la variation résultante des mesures de perte ou de réactance, et un moyen (116) de calcul dudit déplacement angulaire à partir de la relation entre la variation simulée et la variation résultante détectée.
  40. Un mécanisme selon la revendication 39 dans lequel le moyen de simulation (130) est apte à simuler une variation de la réactance (∂X) seulement de l'inducteur (104), et le moyen détecteur (116) est apte à détecter la variation résultante de la mesure de perte.
  41. Un mécanisme selon la revendication 39 ou la revendication 40, dans lequel ledit moyen de simulation (130) est apte à sommer temporairement avec le signal de bobine un signal dont la fréquence est la même que celle du signal de bobine et qui est en phase avec la composante du signal de bobine, qui représente le composant d'impédance dans lequel la variation doit être simulée, ou qui est déphasé de 180° par rapport à cette composante.
  42. Un mécanisme selon la revendication 40, comprenant un réseau de résistances (Ra à Rd) relié en série avec l'inducteur (104), un moyen de connexion de l'inducteur (104) à une entrée du circuit (106) de discrimination de phase afin d'appliquer audit circuit la tension aux bornes de l'inducteur (104), et un condensateur (Ci) connecté entre un point dudit réseau de résistances (Ra à Rd) et ladite entrée de manière à amener à ladite entrée une tension déphasée de 180° par rapport à la tension de l'inducteur.
  43. Un mécanisme selon la revendication 42, qui comprend un premier moyen (T2, Rd) de modification dudit réseau de résistances (Ra à Rd) afin de modifier temporairement la tension amenée à travers ledit condensateur (Ci) en simulant ainsi ladite variation de réactance.
  44. Un mécanisme selon la revendication 43, comprenant un deuxième moyen (T1, Ra) pour modifier ledit réseau de résistances (Ra à Rd) de façon à annuler toute variation du courant inducteur qui serait provoquée par la mise en oeuvre dudit premier moyen (T2, Rd).
  45. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 38 à 44, comprenant un moyen (130) de décalage angulaire des axes de discrimination de phase sur lesquels ledit circuit de discrimination (106) de phase opère de façon à réduire ledit déplacement angulaire.
  46. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 38 à 45, dans lequel ledit moyen de détermination (116) inclut un moyen d'application d'un facteur de correction dérivé de ladite mesure de déplacement angulaire.
  47. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 46, dans lequel l'inducteur (104) est excité à une fréquence déterminée par un générateur (100) de signaux numériques.
  48. Un mécanisme selon la revendication 47, qui comprend un filtre analogique (102) agencé de manière à filtrer la sortie du générateur (100) de signaux numériques avant qu'elle ne soit appliquée à l'inducteur (104).
  49. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 48, comprenant un moyen (116) d'établissement de ladite direction de référence en tant qu'angle (_) par rapport à l'un des deux axes (X, R) de réactance et de perte.
  50. Un mécanisme selon la revendication 49, comprenant un circuit (106 à 114) de discrimination de phase apte à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) et dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à évaluer l'angle (_d) compris entre ladite ligne de déplacement (120) et l'un des axes (Xd, Rd) de discrimination de phase.
  51. Un mécanisme selon la revendication 51, lorsqu'elle dépend indirectement de la revendication 46, dans lequel ledit moyen (116) d'application d'un facteur de correction est apte à combiner le déplacement angulaire mesuré (_e) des axes (Xd, Rd) de discrimination de phase et ledit angle évalué (_d) de la ligne de déplacement.
  52. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 51, dans lequel le moyen de mesure (116) est apte en outre à mesurer la réactance et la perte de l'inducteur (104) en l'absence d'une pièce (10) de manière à établir le point (6) qui représente la réactance et la perte de l'inducteur en l'absence d'une pièce et comprenant un moyen (116) de détermination de la direction de ladite ligne de déplacement à partir des mesures de pièce présente (a) et de pièce absente (b).
  53. Un mécanisme selon la revendication 52 comprenant un moyen permettant d'amener le moyen de mesure à prendre les mesures de pièce absente, chaque fois qu'une pièce (10) est essayée.
  54. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 48, comprenant un moyen d'agencement d'une représentation d'une ligne de déplacement de référence dont la direction dans le plan d'impédance est ladite direction de référence et dont la position dans le plan d'impédance est telle qu'elle passe par le point (b) de pièce absente, et dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à déterminer si les mesures de réactance et de perte (X, R) définissent un point qui est situé sensiblement sur la ligne de déplacement de référence.
  55. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 37, dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à évaluer l'angle (C) compris entre ladite ligne de déplacement (120) et le vecteur (118) d'impédance totale de pièce absente de l'inducteur (104).
  56. Un mécanisme selon la revendication 55, comprenant un circuit de discrimination de phase apte à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) et dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à mesurer l'angle (B) compris entre ledit vecteur d'impédance totale (118) de pièce absente et un axe (Xd) de discrimination de phase, mesurer l'angle (A) compris entre ladite ligne de déplacement (120) et l'axe (Xd) de discrimination de phase, et combiner ces deux angles mesurés (A, B).
  57. Un mécanisme selon la revendication 55 ou 56, comprenant un moyen d'établissement de ladite direction de référence, dans le plan d'impédance, en tant qu'angle par rapport au vecteur d'impédance totale (118) de pièce absente de l'inducteur (104).
  58. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 57, comprenant un canal commun (132) dans lequel des signaux qui dépendent de la resistance (X) et de la perte (R), respectivement, de l'inducteur (104) sont traités, ledit moyen de détermination étant apte à utiliser la différence (ΔX) entre les valeurs du signal dépendant de la réactance pour une pièce présente et pour une pièce absente, et un moyen (Ci) d'application d'un déport (Xo) au signal dépendant de la réactance de manière à réduire sensiblement sa valeur pour la rapprocher de celle du signal dépendant de la résistance.
  59. Un mécanisme selon la revendication 58, dans lequel les signaux passent depuis ledit canal commun (132) vers un autre canal commun (136), ledit moyen de détermination est apte à utiliser dans ladite étape de détermination les différences (ΔX, ΔR) entre les valeurs des deux signaux, de pièce présente et de pièce absente, qui dépendent de la réactance et qui dépendent de la perte et un moyen (134) est agencé pour appliquer un déport soit à l'un, soit à l'autre, soit à l'un et l'autre des signaux d'une manière telle que la valeur de pièce absente de chaque signal est proche d'une extrémité de la plage dynamique d'un composant (136) de l'autre canal commun, afin d'optimiser ainsi l'utilisation de la plage dynamique dudit composant (136).
  60. Un mécanisme selon la revendication 59, dans lequel ledit composant est un convertisseur analogique à numérique, ou A-N (136).
  61. Un mécanisme d'essais de pièce comprenant un passage (12) de pièces, un circuit incluant un inducteur (104), apte à amener l'inducteur à engendrer un champ oscillant dans le passage (12) de pièces, et des moyens (106 à 116) aptes à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par un moyen (116) destiné à déterminer si la direction (_), dans le plan d'impédance, d'une ligne de déplacement qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur en l'absence d'une pièce, correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, dans lequel ladite direction de référence est appropriée à un type particulier de pièce, et ledit moyen de détermination (116) est en outre apte à déterminer si la différence (ΔX) entre les valeurs de pièce absente et de pièce présente de la réactance (X) de l'inducteur correspond à une valeur de référence appropriée pour le même type particulier de pièce.
  62. Un mécanisme selon la revendication 61, dans lequel des signaux (ΔX) qui dépendent de la réactance de l'inducteur sont traités par un circuit soumis à un gain variable de système qui affecte ladite différence entre des valeurs de réactance, comprenant un moyen (130) destiné à simuler, de temps à autre, une variation prédéterminée dans la réactance de l'inducteur (104) lorsqu'aucune pièce ne se trouve dans son champ, un moyen (116) de détection de la variation résultante d'un signal qui dépend de ladite réactance, signal qui a été soumis audit gain du système, un moyen de comparaison de la variation détectée à une valeur de référence, un moyen d'application, audit signal dépendant de la réactance (ΔX), d'un facteur de compensation dérivé du résultat de ladite comparaison de manière à ajuster ce signal pour correspondre sensiblement à la valer de référence, et un moyen (116) de maintien de l'application dudit facteur de compensation jusqu'à la fois suivante où ladite variation est simulée.
  63. Un mécanisme selon la revendication 62, dans lequel ledit signal qui dépend de ladite réactance est un signal analogique, comprenant un moyen (136) destiné à convertir sous forme numérique ledit signal analogique avant de détecter ladite variation résultante, un moyen (116) de comparaison de la variation de la forme numérique du signal à une valeur de référence numérique, un moyen (116) destiné à dériver de la comparaison un facteur de compensation numérique, et un moyen (116) d'application du facteur de compensation numérique à la forme numérique du signal dépendant de la réactance jusqu'à la fois suivante où ladite variation est simulée.
  64. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 63, dans lequel la fréquence (fo) du champ oscillant engendré par l'inducteur (104) est suffisamment basse pour que la direction (_) de ladite ligne de déplacement (a-b) soit influencée par l'épaisseur de la pièce (10) en cours de test.
  65. Un mécanisme selon la revendication 64, dans lequel ladite fréquence (fo) est suffisamment basse pour que sa profondeur de peau soit supérieure, pour la matière de pièce, à un tiers de l'épaisseur de la pièce (10).
  66. Un mécanisme selon la revendication 64, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 100 kHz ou moins.
  67. Un mécanisme d'essais de pièce comprenant un passage (12) de pièces, un circuit incluant un inducteur (104), apte à amener l'inducteur à engendrer un champ oscillant dans le passage (12) de pièces, et des moyens (106 à 116) aptes à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par un moyen (116) destiné à déterminer si la direction (_), dans le plan d'impédance, d'une ligne de déplacement qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur en l'absence d'une pièce, correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 35 kHz ou moins.
  68. Un mécanisme selon la revendication 67, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 10 kHz ou moins.
  69. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 68, dans lequel ledit inducteur (104) n'est que sur une seule face du passage (12) de pièce.
  70. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 53, comprenant un moyen (78) d'agencement d'une série de directions de référence qui correspondent respectivement à une série de types acceptables de pièces, et dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à effectuer ladite étape de détermination en liaison avec ladite série de directions de référence.
  71. Un mécanisme selon la revendication 54 dans lequel ledit moyen (78) d'agencement est apte à agencer des représentations d'une série de lignes de déplacement (120) de référence dont les directions correspondent respectivement à une série de types acceptables de pièces, et dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à effectuer ladite étape de détermination en liaison avec ladite série de lignes de déplacement de référence.
  72. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 34 à 71, comprenant un moyen (116) de détection d'une condition dans laquelle la direction de la ligne de déplacement (120) atteint un extrême pendant le passage d'une pièce (10) à l'inducteur, et dans lequel ledit moyen de détermination (116) est apte à utiliser ladite direction extrême.
  73. Un mécanisme selon la revendication 72, dans lequel ledit moyen de détection (116) peut être mis en oeuvre pour évaluer de façon répétée la direction de la ligne de déplacement (120) au fur et à mesure que la pièce (10) se déplace sur sa tranche à l'inducteur (104), et pour détecter, à partir des résultats des évaluations, un instant où la direction de la ligne de déplacement (120) est à un extrême.
  74. Un mécanisme de test de pièce comprenant un passage (12) de pièces, un circuit incluant un inducteur (104), apte à amener l'inducteur à engendrer un champ oscillant dans le passage (12) de pièces, et des moyens (106 à 116) aptes à mesurer la réactance (X) et la perte (R) de l'inducteur (104) lorsque la pièce (10) est dans le champ, caractérisé par un moyen (116) destiné à déterminer si la direction (_), dans le plan d'impédance, d'une ligne de déplacement qui représente le déplacement d'un point (b) de pièce présente défini par les mesures par rapport à un point (a) de pièce absente qui représente la réactance et la perte de l'inducteur en l'absence d'une pièce, correspond à une direction de référence dans le plan d'impédance, et comprenant en outre une mémoire numérique pour mémoriser une ou plusieurs valeurs de référence représentant, en tant que nombres sous une forme numérique, ladite direction de référence.
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