电涡流传感器小论文,现代检测作业

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1、给予电涡流传感器的硬币检测装置设计魏玉杰摘要：本文介绍了以AT89C51为控制中心，以电涡流传感器为检测核心的硬币识别识别系统。只具初步模型，具体细节有待进一步研究。关键词：电涡流传感器ST89C51引言：近年来一角、五角、纸币正在逐步退出市场，取代他们的是耐用的硬币。面对着高仿真假币和其庞大的流通量，提高硬币识别手段是我们急需解决的问题。目前市场上的硬币识别系统并不完善，抗干扰能力差、制造复杂、成本高等缺点还未得到充分解决。因此设计出一种高精度、高性能、高性价比的硬币识别系统是十分必要的。目前市场上最常

2、见的硬币识别系器有：单一式硬币识别器和复合式硬币识别器，其中复合式硬币识别器的精度要高于单一式硬币识别器。而单片机技术应用于硬币识别系统上市现在的趋势，这种方法有很多优点，如能提高硬币识别的精度、便于管理、利于实现人际交流、减少成本、节约运行时间等。基于以上观点和设计的思想，设计出了一种以AT89C51单片机为核心，数字电子技术和模拟电子技术为基础的硬币识别系统。1.整体设计我国目前发行的硬币原材料是为造币而专门使用的特殊金属合金，合金中金属的比例是国家机密，伪币制造者并不能把握，其制造的伪币与真币在合金

3、比例上存在差异，通过这个差异可以区分出真币与假币。电感和电容组成的特定传感器，因金属材质和体积的变化会对电容量和电感量的大小产生影响，引起微弱信号变化。电容量的变化会引起电压的变化，经放大、数模转换等处理后把数据输入到单片机读出其电压值。而电感量的变化经过LC振荡电路转换为频率信号，经频率及程序读出其频率值。将所得到的电压值与频率值与存储在单片机内部的设定值进行比较，可以确定某种硬币的种类，完成识别过程。在得到识别器的结果后可将所得到的结果利用由键盘、蜂鸣器、显示器组成的人机接口将结果显示出来，达到人机交

4、流的目的。系统框图如图1所示。图11.硬件部分图2硬件部分连接图如图2所示，在硬币进入识别器后，经过3个传感器即光电信号传感器，电容传感器和电感传感器。当光电传感器感应到有硬币投入时主系统脱离省电模式进入正常工作模式，电容传感器和电感传感器产生相应的脉冲信号和正弦波信号，信号经过处理输入到单片机，在你单片机中进行真假币判断。1.1硬件检测原理本硬币识别器主要有平行电容传感器、电感传感器、LC震荡电路、信号放大电路、单片机控制电路组成。其中变隙式平行电容传感器通过检验硬币的尺寸、厚度来辨别真伪；不同材质的金

5、属通过电感传感器会引起电感量的变化，电感线圈传感器通过电感该变量的不同来检测硬币的材质。当硬币通过硬币口进入平行电容传感器时（如图3所示）会引起电容的变化，由公式（1）（2）可得相应电容C1与C2的变化（C1为硬币与上电容版的电容C2为硬币与下电容版的电容，d为间距），通过电容传感器配用的交流电桥将电容的变化转换成电信号。当硬币通过电感线圈时电感量改变，工作原理如图4所示。传感器由2个线圈组成，其中L1为发射线圈，L2为接受线圈。线圈L1中加低频电压V1，线圈L2中感应出电势V2，两个线圈间的金属材料在狡

6、辩磁场中将产生电涡流消耗能量。材料越厚能量消耗越多V2越小，因此可以从V2值来得到板的厚度，信号源加到L1上作为激励信号，线圈L2上感应出与L1同频的信号。通过查阅资料可知当L1线圈的激励频率在12kHz左右时，传感器分辨率最大。图4低频透射式电涡流传感器系统信号包括电容传感器测量到的硬币尺寸、厚度的电压信号和电感传感器检测到的硬币材质的频率信号。电容传感器采集到的脉冲电压信号，经过信号处理后经由模数转换器转换为数字信号再由单片机采集；电感传感器采集到的电流信号再将其转换成频率信号。1.1槽式光电开关槽式

7、光电开关通常为标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠且适合检测高速变化分辨透明与半透明物体。在硬币经过以上电容传感器与电感传感器模块前，投币口附近设置一槽式光电开光唤醒单片机，对传感器的数据进行处理，并达到计数的目的。由于系统是高速运行的，槽式光电开关可以减小因为开关的反应速度慢而对后续AD采集和频率计程序的效率影响。3．软件部分系统中软件部分由初始化程序、人机接口程序（即液晶显示

8、、蜂鸣器、键盘、发光二极管等）、数据采集程序组成。其中数据采集程序包括AD采集和频率计程序。初始化后当单片机接收到光电传感器的信号时立即脱离省电模式进入到正常工作状态，将液晶初始化并将程序中AD及频率计的值清零。随后调用AD子程序，求出硬币经过电压传感器后长生的脉冲信号的最大值，然后再调用频率计子程序计算出硬币穿过电涡流传感器后产生频率。得到电压和频率这两个值后，将他们与存储单片机中的真币值进行比较，若同时满足同一硬币的值，则