摘要：在ATM机和纸币清分机中，钞票的厚度检测是有必要的功用，经过钞票的厚度特征能够辨认钞票上张贴的胶带和折角等，然后除掉不合格钞票。本文论说了一种电涡流式钞票厚度检测传感器
，选用并排的结构相同的多路厚度传感器，经过每路独立的厚度传感器检测出来的信号，拼接成整张钞票的厚度特征，然后辨认钞票是否有反常。本传感器具有电路简略、本钱低、检测规模大等长处。
0 前语
电涡流厚度检测具有本钱低、线性规模大等长处。经过挑选适宜的频率点和被测金属材料，可用于检测金属材料的位移。经过机械结构把钞票厚度转换成金属材料位移的改变，能够用于丈量钞票厚度。
在ATM机和纸币清分机中，钞票的厚度检测是必需的功用，经过钞票的厚度特征能够辨认钞票上张贴的胶带和折角等，然后除掉不合格钞票。因为胶带或许张贴在钞票上的任何方位，所以厚度检测有必要能够掩盖整张钞票的规模，需求设置严密摆放的多路厚度传感器，每路厚度传感器的结构相同，检测原理也相同。经过多路独立的厚度传感器检测出来的信号，拼接成整张钞票的厚度特征，然后辨认钞票厚度是否有反常。
1 电路原理
原理框图如图1所示，由晶体振荡器、CPLD、驱动电路、电涡流谐振电路、检波电路、比较扩大、基准电压发生、A/D转换器、CPU等部分组成。
1.1 晶体振荡器
选用有源晶振，供给安稳的频率给电涡流线圈作为鼓励源，体系的频率安稳性取决于此晶振。
1.2 CPLD
晶体振荡器发生的振荡信号输入CPLD，经过CPLD分频后，输出2个不同频率的信号到驱动电路，再输出到电涡流线圈。共有12路电涡流线圈，分别是A1～A6、B1～B6，A和B的作业频率不同，A和B在PCB板上替换摆放，避免相互搅扰，如图2所示。
1.3 输出驱动电路
用于进步CPLD输出信号的驱动才能，驱动电涡流线圈作业。
1.4 电涡流谐振电路
由电涡流线圈和谐振%&&&&&%组成。应该谐振在作业频率的邻近。
1.5 检波电路
担任检出经过谐振电路分压后的高频信号包络。
1.6 比较扩大
把检波输出电压和基准电压相减后扩大输出，以得到较高的分辨力，输出到A/D。
1.7 基准电压发生
每路传感器的基准电压可经过I%&&&&&%接口调理，用于和检波输出电压相减，以补偿结构或电路的差异形成检波输出电压的不一致。
1.8 A/D转换器
用于把扩大输出的传感器模拟信号转换为数字信号，采样速率和采样时刻受CPU操控。
1.9 CPU
操控A/D转换器进行传感器信号收集、非线性批改等。
2 厚度传感器结构原理
厚度传感器的机械结构原理如图3所示，由1条基准轴和12个起浮轮构成。基准轴固定在两边框架上，要求旋转起来圆周的跳动尽或许小。起浮轮围绕着转轴上下运动，被测金属片固定在起浮轮上，随起浮轮一同上下运动。电涡流线圈固定在电路板上，方位固定不变。绷簧担任给起浮轮施加压力，使起浮轮紧贴基准轴。限位片用于避免起浮轮横向移动。基准轴和起浮轮紧贴在一同旋转，钞票经过两个轮子之间时，起浮轮会被顶起，形成被测金属片和电涡流线圈间隔发生改变，经过检测顶起的高度，能够得知钞票的厚度状况。
3 厚度丈量办法
首要需求厚度自校准，相当于自学习的进程。先让厚度组件空转，测得传感器输出电压，称为零值电压，然后运用1张规范厚度的测验钞票，称为校准钞，以正常速度经过厚度组件，测得传感器输出电压，此电压减去零值电压，得到电压改变量，然后转换成100 μm厚度对应的传感器输出电压改变量，即为K值。比方校准钞的厚度为110 μm，对应的电压改变量为550mV，则100 μm的电压改变量为100/110×550= 500mV，即K值为500mV。假定厚度组件是安稳的，那么其K值应该稳定不变，后续的丈量能够此为基准。
正常点钞时厚度检测，每次点钞前都会让厚度组件空转，先测得零值电压，然后开端点钞，用测得的钞票厚度电压减去零值电压，得到的电压改变量经过K值换算成实践的钞票厚度。即假如测得的厚度电压改变量为600mV，那么厚度为600/500×100=120 μm。
实践运用时因为振荡、机械磨损的影响，使金属片和传感器的间隔发生改变，因为间隔和传感器输出的联系不是线性的，所以相当于厚度K值发生了改变，为了补偿K值的改变，需求在运用前先进行非线性批改。
4 非线性批改办法
首要，经过人工丈量的办法得到传感器输出电压VS和检测间隔(金属片到传感器的间隔)的联系曲线。设基准电压的调理规模为Vbmin～Vbmax，Vo的改变规模为Vomin～Vomax，且Vo=(Vs-Vb×G，G为扩大倍数。实践运用时，要给Vo预留上下改变的规模，要求没有钞票时Vo= Vomax/2。调理金属片到传感器的间隔D，使Vs在Vbmin+Vomax/2/G到Vbmin+Vomax/2/G之间改变，得到传感器输出电压Vs和检测间隔的联系曲线，如图4所示。该联系曲线存储在CPU的非易失存储器中。该联系如表1所示。
实践丈量前，先对厚度组件进行校准，得到当时作业点的K值Kw。然后CPU依据当时基准电压Vb和比较扩大输出Vo的值，能够计算出当时Vs值Vsw=Vo/G+Vb，CPU经过查找内部存储的联系曲线，计算出Vsw点的斜率Bw。假定Vsw处于Vs1和Vs2之间，那么Bw=(Vs2-Vs1)/(D2-D1)。
实践丈量时，相同依据基准电压Vb和比较扩大输出Vo的值，能够得出当时的Vs值Vsv。查表计算出Vsv点的斜率Bv，那么当时的K值Kv=Bv ×Kw/Bw。即完成对K值的非线性批改。
5 结束语
该传感器经过引进CPLD分频，选用门电路驱动等办法，扔掉了杂乱的高频振荡电路和功率扩大电路，具有安稳性好、电路简略、本钱低一级长处。选用特别的非线性批改办法和校准办法，具有机械差错容忍度好、检测规模大等长处，能够适用于ATM机和纸币清分机等要求小体积、低本钱的场合。
