| (19) |
 |
|
(11) |
EP 0 603 340 B1 |
| (12) |
EUROPEAN PATENT SPECIFICATION |
| (45) |
Mention of the grant of the patent: |
|
13.12.1995 Bulletin 1995/50 |
| (22) |
Date of filing: 15.10.1992 |
|
| (51) |
International Patent Classification (IPC)6: G07D 5/08 |
| (86) |
International application number: |
|
PCT/US9208/783 |
| (87) |
International publication number: |
|
WO 9321/608 (28.10.1993 Gazette 1993/26) |
|
| (54) |
METHOD AND APPARATUS FOR TESTING COINS
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM PRÜFEN VON MÜNZEN
PROCEDE ET APPAREIL POUR TESTER DES PIECES DE MONNAIE
|
| (84) |
Designated Contracting States: |
|
CH DE ES FR GB IT LI |
| (30) |
Priority: |
14.04.1992 US 868551
|
| (43) |
Date of publication of application: |
|
29.06.1994 Bulletin 1994/26 |
| (73) |
Proprietor: MARS INCORPORATED |
|
McLean,
Virginia 22101-3883 (US) |
|
| (72) |
Inventors: |
|
- FURNEAUX, David Michael
Maidenhead,
Berkshire SL6 6HA (GB)
- WAITE, Timothy Peter
Hinchley Wood,
Esher Surrey KT10 0AJ (GB)
- BAILEY, John William
Reading,
Berkshire RG6 2UT (GB)
- RALPH, Alan
Near Brockenhurst,
Hampshire SO42 7WD (GB)
- CHITTLEBOROUGH, Michael
Bracknell,
Berkshire RG12 5BN (GB)
- SAGADY, Cary
Downington, PA 19335 (GB)
|
| (74) |
Representative: Musker, David Charles et al |
|
R.G.C. Jenkins & Co.
26 Caxton Street London SW1H 0RJ London SW1H 0RJ (GB) |
| (56) |
References cited: :
GB-A- 2 254 948 US-A- 4 409 543 US-A- 4 946 019
|
US-A- 3 749 220 US-A- 4 460 080 US-A- 5 048 662
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
| Note: Within nine months from the publication of the mention of the grant of the European
patent, any person may give notice to the European Patent Office of opposition to
the European patent
granted. Notice of opposition shall be filed in a written reasoned statement. It shall
not be deemed to
have been filed until the opposition fee has been paid. (Art. 99(1) European Patent
Convention).
|
[0001] This invention relates to a method and apparatus for testing coins.
[0002] In this specification, the term "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.
[0003] Coin testing apparatus is well known 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.
[0004] It is usual for at least one of the tests to be 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.
[0005] 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.
[0006] However, 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. 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.
[0007] 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.
[0008] With reference to earlier application GB-A-2254948 in the UK, the applicant has voluntarily
limited the scope of the present application, and submitted separate claims of the
United Kingdom (GB). Protection is therefore not sought in the United Kingdom for
the subject matter of Figures 11 and 12 per se.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] An embodiment will be described which makes inductance and loss measurements using
a free-running oscillator. However, a different and preferred embodiment uses a phase
discrimination method and this avoids the need to use large capacitors and enables
all timing aspects of the measurement circuitry to be determined by the clock of a
microprocessor, which simplifies operation.
[0014] 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.
[0015] It will become apparent that in some of the embodiments to be described, the reference
direction in the impedance plane is established as an angle relative to one of the
reactance and loss axes.
[0016] 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.
[0017] In these circumstances, 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. In particular, 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.
[0018] 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.
[0019] It is possible that movement of the coin-absent point in the impedance plane may
not occur to a significant degree, or possibly steps can be taken to prevent such
movement from occurring by compensation techniques. In such circumstances, instead
of the reference information being only an angle, it 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.
[0020] In a further form of the invention, 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.
[0021] From a further aspect, and irrespective of whether or not a phase discrimination
method is used in ascertaining the direction of the displacement line, a determination
is made whether the direction of the displacement line corresponds to a reference
direction in the impedance plane appropriate to a particular coin type and, further,
it is determined whether the difference between the coin-absent and coin-present values
of the reactance of the inductor corresponds to a reference value appropriate to the
same particular coin type.
[0022] This additional test enables discrimination between different coin types in accordance
with their diameters, coin diameter being a characteristic to which the direction
of the displacement line in the impedance plane is not very sensitive.
[0023] In the preferred embodiment that will be described, 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.
[0024] 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.
[0025] From yet another aspect 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.
[0026] Again, such a method may be used whether or not the reactance and loss measurements
are taken by a phase discrimination method.
[0027] A further aspect of the invention is a coin testing mechanism for carrying out methods
in accordance with the invention as referred to above.
[0028] In order that the invention may be more clearly understood, embodiments thereof will
now be described, by way of example, with reference to the accompanying diagrammatic
drawings in which;
Figure 1 represents the impedance plane for the inductor of the coin testing apparatus
shown in Figure 2,
Figure 2 shows schematically a circuit for developing the X and R signals, using a
phase discrimination method,
Figure 3 is a further impedance plane diagram useful in explaining operation of the
circuit of Figure 2,
Figure 4 shows how X and R vary with time as a coin passes the inductor,
Figure 5 shows how an angle ϑ varies with time as a coin passes the inductor,
Figure 6 is a further impedance plane diagram useful in explaining a further developed
method of testing coins in accordance with the invention,
Figure 7 illustrates a substantial part of a circuit similar to that of Figure 2 but
including additional features,
Figure 8 is a further impedance plane diagram useful in understanding the functioning
of the circuit of Figure 7,
Figure 9 is a further impedance plane diagram useful in understanding the effect of
offsets which are applied within the circuit of Figure 7,
Figure 10 is a graph showing how an angle ϑ measured in the impedance plane varies
with thickness and with frequency when measurements are taken on test discs of the
same material but of different thicknesses,
Figure 11 shows schematically a further coin testing apparatus utilising the invention,
in which the X and R signals are developed using a free running oscillator instead
of a driven coil, and
Figure 12 illustrates the relationship between frequency, phase and effective resistance
in the tuned circuit of Figure 11.
[0029] In Figure 1 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.
[0030] If X and R are measured when no coin is near the coil, the resulting values will
be characteristic of the coil alone and, in the impedance plane (which is the plane
which Figure 1 represents) they will define a point
a.
[0031] If a coin is then brought into the proximity of 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.
[0032] If the coin, in its central position relative to the coil, is moved perpendicularly
towards and away from the face of the coil, it is found that the point b moves along
a substantially straight line
a-b.
[0033] Consequently, if the same coin is passed several times through the same apparatus,
and each time X and R values are measured when it is central relative to the coil,
but it is at a different distance from the coil each time, the resulting X and R measurements
will define three points
b,
c and
d in the impedance plane and, although the X values for these points will all be different,
and so will the R values, each pair of values will define a point lying on the same
line
a-b.
[0034] In the course of time, due to ageing of circuit components, the effects of changing
temperature, or to a change in the physical configuration of the apparatus, 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 ϑ, 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.
[0035] Hence, if a reference value for ϑ can be established, which is characteristic of
a particular acceptable type of coin in a particular coin testing mechanism, and then
the value of ϑ for unknown coins is measured in the same apparatus, a comparison of
the measured values of ϑ with the reference value will give an indication of the acceptability
of the unknown coins, so far as the coin material characteristics which influence
ϑ are concerned, which is independent of the distances at which the respective coins
passed the coil and independent of time-varying factors which do not cause variation
of the angle ϑ for the acceptable coin type.
[0036] If the coin includes magnetic, high-permeability, material, 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. In such
cases the angle ϑ will be in the opposite sense from that shown in Figure 1. This
may be used to discriminate between magnetic and non-magnetic coins.
[0037] There is a further benefit to the above technique over prior techniques in which
measured X and R values are individually compared with references. The references
usually are not specific values, but upper and lower limits defining a range. Where
different measured values are compared with respective reference ranges, a coin will
be accepted if each measured value lies anywhere within its respective reference range.
If, for example the measurements were X and R measurements as discussed above, a coin
would be accepted even if both its X and R measurements lay at the limits of the respective
ranges, even if this combination of measurements is likely to be a result of the coin
actually being one which should not be accepted. In the present technique, a coin
whose X measurement would lie at the limit of an individual reference range for X
would only be accepted if its R measurement would have been displaced from the centre
of the reference range for R in one direction, but not if it is displaced in the other
direction, the latter being indicative that this particular combination of X and R
measurements suggests the coin ought to be rejected even though it would have been
accepted using the prior technique.
[0038] In the apparatus that will be described, 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 Δx and ΔR 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 ΔX/ΔR is taken; this is tan ϑ for the unknown
coin. Acceptability is tested by comparing this with a reference value of tanϑ which
corresponds to the ratio of the measured values of ΔX and ΔR for an acceptable coin.
[0039] The apparatus of Figure 2 will now be described in detail. Means is provided 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. As the coin 10 moves past the
coil 104, the total effective loss of the coil increases, reaching a peak when the
coin is centred relative to the coil, and then decreases to an idling level. The total
effective reactance decreases, to a negative peak, and then comes back to its idling
level. In the present example the apparatus utilises the peak values.
[0040] 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.
[0041] 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. It should
be noted that 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.
[0042] 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. Referring to
Figure 3, 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′. The end of vector 118′ corresponds to point
b c or
d in Figure 1. 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
ΔX and ΔR and their ratio ΔX/ΔR which is tanϑ as referred to before.
[0043] It is to be noted that because the angle ϑ is calculated from differences between
X values and between R values, any offsets inadvertently applied within the circuitry
to the signals representing X and R do not cause errors, because they will leave the
difference values unaffected.
[0044] Although 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.
[0045] Figure 4 shows how, for a single coin, X and R (both measured in ohms) vary with
time as a coin passes the coil. ΔX and ΔR 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.
[0046] The locus of the point defined by the X and R values in the impedance plane as the
coin passes the coil is shown by the hook-shaped curve in Figure 5.
[0047] In that plane, before the coin has arrived i.e. at time t₁ the X-R coordinate point
is at the top of the hook in Figure 5, this corresponding to point
a in Figure 1. When the coin has arrived and is centred relative to the coil at time
t₃, the point defined by the X-R measurements has moved to the tip of the hook, this
corresponding to point
b in Figure 1. The existence of the small added peak at the beginning of the main peak
of the R measurement causes the point to describe the bulged part of the hook in Figure
5 as the coin moves towards the central position. As the coin moves on from the central
position and departs from the coil, so the point moves back round the hook from t₃
to t₄ to t₅.
[0048] It will be appreciated that 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.
[0049] It can be appreciated from this that computations may be carried out by storing the
variable values of ΔX and ΔR occurring throughout the passage of the coin, computing
the corresponding time-varying values of ΔX/ΔR (i.e. tanϑ) and then detecting the
maximum of the computed value of tanϑ, this maximum being compared with the reference
value of tanϑ for an acceptable coin.
[0050] Although it is preferred to take the measurements on a moving coin, as described,
to enable coins to be tested in rapid succession, it is also possible for the loss
and reactance to be measured on a stationary coin.
[0051] Advantages of driving a coil as in Figure 2, compared with techniques using a free-running
oscillator, are that no large capacitors are needed and that all signals in the sensing
circuitry can be synchronised to the microprocessor clock frequency, which is a significant
simplification. However, there is a possibility that the phase discrimination method
of Figure 2 could be rendered less accurate than is ideally desirable, if the phases
of the reference signals on lines 108 and 110 (which define the phase discrimination
axes) are, or become, incorrectly related to the phase of the current in coil 104
(which defines the true R and X axes).
[0052] This is possible, because the relative accuracy of these phases is limited by the
resolution of the digital generator 100, and because the analog filter 102 itself
introduces an unknown phase delay in the signal applied to coil 104 which phase delay
may change with temperature. The effect of 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. Thus, the calculated
value ΔX
d becomes larger than the desired true value ΔX while the calculated value ΔR
d becomes smaller than the desired true value ΔR. Their ratio ΔX
d/ΔR
d is the tangent of the angle ϑ
d which, as can be seen, is larger than the angle ϑ that was intended to be measured.
To put it another way, although angle ϑ is being measured, it is being measured with
an amount of error which is dependent on the angular error of the phase discrimination
axes.
[0053] One technique for eliminating this will be described with reference to the impedance
plane diagram shown in Figure 6. This corresponds to Figure 3 except that, to facilitate
an understanding, the angularly displaced discrimination axes X
d and R
d are shown in full lines while the true X and R axes are shown in broken lines. An
important point to note is that the error in the discrimination axes does not alter
the shape of the triangle formed by the total impedance vector 118 when the coin is
absent, the total impedance vector 118′ when the coin is present, and the displacement
line 120 which represents the displacement of the end-point of vector 118′ relative
to the end-point of the vector 118. That shape, and consequently the internal angle
indicated at C, is determined solely by the lengths and directions of the two total
impedance vectors 118 and 118′ and these are independent of any phase error.
[0054] Measurements taken relative to the discrimination axes X
d and R
d can be used to derive the angle C, as follows. It is to be noted that 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.
Also, the tangent of angle A is ΔR
d/ΔX
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. By thus taking vector 118 as the axis relative
to which the direction of displacement line 120 is measured, instead of attempting
to measure its direction relative to the true R and X axes which, as explained may
introduce error owing to the unknown phase error in the phase discrimination process,
a coin testing criterion is arrived at which is independent both of the lateral position
of the coin relative to the testing coil and of phase error that might be present
in the circuitry used for the phase discrimination technique.
[0055] It can be shown that, provided the angles A and B are such that the product of the
tangents is much less than 1 (which very often will be the case in practice), then
the tangent of angle C is simply ΔR
d/ΔX
d plus R
d/X
d. Thus, in these circumstances, processing is simplified by measuring the direction
of displacement line 120 in terms of the sum of the tangents of the angles A and B.
[0056] In general, it should be understood that where angles referred to herein are sufficiently
small they can be represented to an acceptable degree of accuracy by their tangents,
and in these circumstances the terms "tangent" and "angle" should be taken each to
include the other.
[0057] Figure 7 shows various additions to the basic phase discrimination measurement type
of circuit as shown in Figure 2. In Figure 7, 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.
[0058] In Figure 7 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.
[0059] It should be appreciated that the output signal from coil 104 is constantly being
amplified by the pre-amplifier 132 as at this stage the X and R signals are simply
the in-phase and quadrature components, respectively, of the coil voltage signal.
Thus, pre-amplifier 132 is serving as a common channel for both the X and R signals.
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.
[0060] 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 ϑ
d.
[0061] The first step is to measure the phase-error angle ϑ
e (see Figure 3) in a way which will be described below. It can be seen from Figure
3 that ϑ
e is the difference between the desired angle ϑ and the erroneous angle ϑ
d. Once ϑ
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 ϑ
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 ϑ
e which cannot be eliminated by adjustment. However, since ϑ
e is being measured, the residual value is known and can be subtracted from the erroneous
measured angle ϑ
d to obtain the true value ϑ. It is of course preferable for the value of angle ϑ
e to be reduced by adjustment so far as possible because this renders more accurate
the simplifying assumption that an angle and its tangent are equal, as discussed above.
The manner in which ϑ
e is measured will now be described with reference to Figure 7.
[0062] 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 ϑ
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 ϑ
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.
[0063] This can be better understood with reference to Figure 8. It shows how, when a simulated
change δX
d is imposed on the X-component of the total impedance vector 118, converting it to
vector 118′′, there is no change in its R component as measured along the true R axis.
However, when the phase discrimination axes X
d and R
d are in error by an angle ϑ
e as before, it can be seen that as measured on axis R
d, there is a change δR
d in the measured R value. It can also readily be seen from Figure 8 that δR
d/δX
d is the tangent of angle ϑ
e.
[0064] 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 ϑ
e.
[0065] 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. In fact, 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.
[0066] To measure the phase error, 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. δX
d of Figure 8. However, if only that were done, the coil current would increase because
the total resistance in series with coil 104 has been decreased. To compensate for
this, and ensure that the coil current remains unchanged, 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. the conditions necessary
for the quadrature voltage across coil 104 to represent R are preserved. If, now,
there is a change in R as measured by microprocessor 116 from the signal output from
pre-amplifier 132, then that change is a consequence of the phase discrimination axes
being displaced relative to the R and X axes, and is δR
d of Figure 8.
[0067] Having calculated ϑ
e or at least tan ϑ
e, as ΔR
d/ΔX
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 ϑ
d, so as to obtain the desired angle ϑ for the coin test. It should be appreciated
that ϑ
e may be positive or negative so that the summing may either increase or decrease the
measured value ϑ
d.
[0068] The above computation and, if necessary, adjustment, of ϑ
e is carried out automatically under the control of microprocessor 116 at intervals,
for example every three seconds, but only when no coin is present at the coil. After
each occasion, transistors T1 and T2 are returned to the their normal operating condition,
with T2 off and T1 on.
[0069] The circuitry may instead be adapted so as to simulate a change in R without simulating
any change in X, and then calculating ϑ
e or tan ϑ
e from the measured value of ΔR
d and any resulting measured value of ΔX
d.
[0070] A second function of the calibration and offset circuit 130 has already been briefly
mentioned but will now be explained. It is the application of an offset voltage through
capacitor Ci in 180° anti-phase to the X component of the voltage across coil 104
at the input of pre-amplifier 132. The reason for this is that in practice X is very
much greater than R, typically about thirty times as great. Additionally, the changes
ΔX and ΔR caused by a coin might typically be in the region of 20% of the coin-absent
values of X and R. 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 ΔR 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. Thus, greatly improved use is made of the dynamic range of the operational
amplifier 132, and the signal-to-noise ratio can be made acceptable.
[0071] It is to be noted that 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 ΔX
which is used in computing the angle ϑ or its tangent. No offset is applied against
the R signal at the input of pre-amplifier 132.
[0072] 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.
[0073] It has been explained above that measurement of the direction of the displacement
line in the impedance plane is a good indicator of coin material and is substantially
independent of the distance of the coin from the coil. Although this forms a useful
coin test, it is not on its own usually sufficient for discriminating between different
types of coins, because different types of coins are often made of the same material.
[0074] It is therefore desirable to sense at least one further coin characteristic, and
coin diameter is a useful one. However, the direction of the displacement line (for
example the angle ϑ) 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 ΔX is usefully
sensitive to coin diameter, and can be used as a second coin test, the coin only being
accepted when its ΔX value corresponds to that of the same type of acceptable coin
as does its displacement line direction.
[0075] However, unlike the ratio between ΔX and ΔR, the value of the ΔX signal alone will
be dependent upon the system gain, and this can be expected to vary with time and
with temperature.
[0076] To compensate for the effect of such changes of gain on the measurement of ΔX, the
calibration and offset circuit 130 is periodically (for example on switching on, and
every few minutes) operated as follows. As mentioned, transistor T2 is switched off
during normal operation of the circuit. To calibrate for gain variations, 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.
Naturally, 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. Suppose,
for example, that 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. When 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. Following this, transistor T1 is switched
on again to return the circuit to its normal operating configuration and subsequently
each time ΔX 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 ΔX value which has been compensated for variations in the system gain. In effect,
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 ΔX value.
[0077] The analogue-to-digital converter 136 forms a further common channel in which both
the X and R signals are to be processed. When a coin passes the coil 104, the X signal
decreases and the R signal increases. To optimise the use of the dynamic range or
resolution of the analogue-to-digital converter and/or enable a converter of lower
resolution and hence less cost to be used, 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. These are D.C.
offsets and are applied by the second offset circuit 134 under the control of microprocessor
116 and they have respective different values, one value for when the X signal is
being processed or derived, and another for when the R signal is being processed or
derived, the output of circuit 134 being switched accordingly in synchronism with
the switching between the two differently-phased phase discrimination reference signals.
[0078] The cumulative effects of all the offsets can be understood with reference to Figure
9 which shows the same coin-present and coin-absent impedance vectors 118 and 118′
as Figure 3 on a more realistic scale with the X component very much larger than the
R component. The coin-present and coin-absent X values are X₁ and X₂ respectively.
The coin-present and coin-absent R values are R₁ and R₂ respectively, the two difference
values being shown at top-right in Figure 9, as ΔX and ΔR.
[0079] These define the displacement line 120. 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′′′. It can be seen from Figure 9 that
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 ΔX and ΔR, and consequently the angle ϑ, 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.
[0080] The angle ϑ 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 ϑ 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 ϑ for three test discs which are of the same
material but which differ in thickness, and the values of ϑ being shown over a range
of frequencies (on a logarithmic scale) at which coil 104 may be driven. The thinner
the disc, the higher the frequency at which the thickness starts to influence the
angle ϑ, and vice versa. Generally, the thickness-dependence of the angle ϑ 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 ϑ 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. For 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. Although at these lower frequency ranges the angle
ϑ 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.
[0081] 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. Since this inductor was
driven at the relatively low frequency of 8 kHz, the value of angle ϑ 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 ϑ derived using this inductor would be substantially independent
of coin thickness, but the large diameter of the coil rendered the angle ϑ 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.
[0082] 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.
[0083] As described, measurements are made when the displacement line direction, and ΔX
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.
[0084] Although in the embodiments described above a phase discrimination method is used
to derive X, R, ΔX and ΔR, it will be appreciated that 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 ΔX as an acceptability criterion in addition to displacement line direction,
and using displacement line direction at lower frequencies as a thickness-responsive
measurement.
[0085] The described technique for compensating for gain variations is usable in coin mechanisms
irrespective of the origin or significance of the signals being processed.
[0086] The apparatus of Figure 11 will now be described in detail. 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.
[0087] Means is provided 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. As the coin 10 moves past the coil 4, the total
effective loss in the tuned circuit increases, reaching a peak when the coin is centred
relative to the coil, and then decreases to an idling level. In the present example
the apparatus is responsive to the peak value of this effective loss.
[0088] 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.
[0089] It is convenient now to refer to Figure 12. Figure 12 shows the relationship between
frequency of oscillation and amount of phase shift (φ) 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. In general terms, for a pi-configuration tuned
circuit in which the effective loss is variable, 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. For example, if the phase
shift is changed from 180° by an amount φ1 (which may be about 30°) as shown and the
frequency changes by ΔfNC then the effective loss is the low value R1; but, if the
frequency changes by the larger amount ΔfC the effective loss is the higher value
R4.
[0090] This is implemented by the circuitry schematically shown in Figure 11, the description
of which will now be completed.
[0091] 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:
- f0
- = frequency without phase shift
- fφ
- = frequency with phase shift
- Δf
- = fφ - f0
- ΔfNC
- = Δf when coin absent
- ΔfC
- = peak value of Δf when coin present
- fOC
- = peak value of f0 when coin present
- fONC
- = value of f0 when coin absent
[0092] A subtracter 40 subtracts f0 from fφ to develop Δf and, in the normal condition of
a switch 42, this value of Δf 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 ΔfNC (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.
[0093] As a coin 10 begins to arrive adjacent to coil 4, f0 at the output of frequency sensing
circuit 28 starts to change. 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 ΔfNC to be held in store 44.
[0094] As the coin 10 approaches and reaches a position central relative to coil 4, so the
frequency f0 falls until it reaches a peak low value. Circuit section 46 is adapted
to detect this peak occurring and, in response, it causes switch 42 to direct the
value of Δf occurring when the coin is centred, to store 52. This is value ΔfC, for
example, as shown on Figure 12, and it is the maximum value of frequency shift resulting
from the imposed phase change φ1 that occurs during the passage of the coin past the
inductor. 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 k₁Δf 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 ΔfNC from ΔfC and multiplies by the
constant k₁. This is equal to ΔR as previously referred to.
[0095] The circuit of Figure 11 also measures ΔX, 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) is applied to a switch 62 via line 64. 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. ΔX is derived by circuit 70 which takes
the reciprocals of both frequencies, subtracts them, and multiplies by constant k₂.
[0096] The outputs of circuits 54 and 70 are fed to a divider 72 which takes ΔX/ΔR (i.e.
tanϑ for the coin being tested) and passes it to a comparator 74 where it is compared
with a reference value of tanϑ from reference circuit 78. If they correspond, the
comparator 74 provides an output to AND gate 76.
[0097] In practice, one or more other tests will be carried out on the coin, and for each
test value that matches a reference value, for the same type of coin, a further input
is applied to AND circuit 76. When all the inputs, one for each of the tests, are
present, indicating that the coin being tested has produced a complete set of values
matching the respective reference values for a given denomination of coin, the AND
circuit 76 produces an accept signal at its output to cause the coin to be accepted,
for example by operating an accept/reject gate in well known manner. Additional tests
may also be used, of course, in conjunction with those described earlier with reference
to Figures 1 to 10.
[0098] The embodiment of Figure 11 has been described above, and illustrated, in terms of
switches and functional blocks, but in practice all the components shown within the
broken-line box 80 are preferably implemented by means of a suitably programmed microprocessor.
The programming falls within the skills of a programmer familiar with the art, given
the functions to be achieved as explained above.
[0099] Although 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.
[0100] As described, measurements are made when the oscillator frequency is at a peak value,
but it is also possible to take useful measurements at other times during the passage
of a coin past a sensor, as is known, and the technique of Figures 11 and 12 may be
used in that way also.
[0101] It will be understood that, to take account of the fact that even acceptable coins
of a given denomination vary to some degree in their properties, 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.
Claims for the following Contracting State(s): CH, DE, ES, FR, IT, LU
1. A method of testing a coin (10) in a coin testing mechanism, comprising subjecting
a coin (10) inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor
(104), and measuring the reactance (X) and the loss (R) of the inductor (104) when
the coin (10) is in the field, characterised by determining whether the direction
(ϑ) in the impedance plane of a displacement line (a-b), representing the displacement
of a coin-present point (b) which is defined by the measurements, relative to a coin-absent
(a) point representing the inductor (104) reactance and loss in the absence of a coin
(10), corresponds to a reference direction in the impedance plane.
2. A method as claimed in claim 1 wherein the reactance (X) and loss (R) measurements
are made by a phase discrimination method.
3. A method as claimed in claim 1 or 2 comprising driving the inductor (104) from a signal
source (100).
4. A method as claimed in claim 3 wherein said signal source (100) acts as a constant
current source (103).
5. A method as claimed in any one of claims 2 to 4 comprising sampling the voltage across
the inductor (104) at times substantially 90° separated in phase to derive respective
signals representing the inductor reactance (X) and loss (R).
6. A method as claimed in any one of claims 2 to 5 comprising measuring the angular displacement
(ϑe) in the impedance plane of the phase discrimination axes (Xd, Rd) relative to
the true reactance and loss axes (X, R).
7. A method as claimed in claim 6 comprising measuring said angular displacement (ϑe)
by simulating a change in only the reactance (δX) or the loss (δR) of the inductor
when a coin is not in its field, detecting the resulting change in the loss or reactance
measurements made by said phase discrimination method, and calculating said angular
displacement (ϑe) from the relationship between the simulated change and the detected
resulting change.
8. A method as claimed in claim 7 wherein the simulated change is in only the reactance
(δX) of the inductor (104), and the resulting change in the loss measurement (R) is
detected.
9. A method as claimed in any one of claims 6 to 8 comprising angularly shifting the
phase discrimination axes (Xd, Rd) to reduce said angular displacement (ϑe).
10. A method as claimed in any one of claims 6 to 9 comprising, in said determining step,
applying a correction factor derived from said angular displacement measurement.
11. A method as claimed in any preceding claim wherein said reference direction is established
as an angle (ϑ) relative to one of the reactance and loss axes (X,R).
12. A method as claimed in claim 11, wherein the reactance and loss measurements are made
by a phase discrimination method and said determining step includes evaluating the
angle (ϑ) of said displacement line relative to one of the phase discrimination axes
(X,R).
13. A method as claimed in claim 12 when dependent indirectly on claim 10, wherein the
application of a correction factor comprises combining the measured angular displacement
(ϑe) of the phase discrimination axes and said evaluated angle (ϑ) of the displacement
line.
14. A method as claimed in any preceding claim wherein the point (a) representing the
inductor reactance (X) and loss (R) in the absence of a coin is defined by measuring
the reactance and loss of the inductor (104) in the absence of a coin and the direction
(ϑ) of said displacement line is ascertained from the coin-present (b) and coin-absent
(a) measurements.
15. A method as claimed in claim 14 wherein the coin-absent measurements are taken each
time a coin (10) is tested.
16. A method as claimed in any one of claims 1 to 10 comprising providing a reference
displacement line whose direction in the impedance plane is said reference direction
and whose position in the impedance plane is such that it extends through the coin-absent
point (a), and wherein said determining step comprises determining whether the coin-present
reactance (X) and loss (R) measurements define a point (b) lying substantially on
the reference displacement line.
17. A method as claimed in any one of claims 1 to 5 wherein said determining step includes
evaluating the angle (C) of said displacement line relative to the coin-absent total
impedance vector (118) of the inductor (104).
18. A method as claimed in claim 17 wherein the reactance and loss measurements are made
by a phase discrimination method and said evaluation comprises measuring the angle
(B) of said coin-absent total impedance vector (118) relative to a phase discrimination
axis (Xd), measuring the angle (A) of said displacement line (120) relative to a phase-discrimination
axis (Xd), and combining these two measured angles (A,B).
19. A method as claimed in claim 17 or claim 18 wherein said reference direction is established
as an angle relative to the coin-absent total impedance vector (118) of the inductor
(104) in the impedance plane.
20. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein signals dependent
upon the reactance (X) and the loss (R), respectively, of the inductor (104) are processed
in a common channel (132), the difference (ΔX) between the coin-present and coin-absent
values of the reactance-dependent signal is utilised in said determining step, and
prior to said processing an offset (Xo) is applied to the reactance-dependent signal
(X) to substantially reduce its value towards that of the resistance-dependent signal
(R).
21. A method as claimed in claim 20 wherein from said common channel (132) the signals
pass to a further common channel (136), the differences (ΔX, ΔR) between the coin-present
and coin-absent values of both the reactance-dependent and the loss-dependent signals
are utilised in said determining step, and prior to said further common channel (136)
an offset (Xo′, Ro′) is applied to either or both of the signals such that the coin-absent
value of each signal is close to an end of the dynamic range of a component (136)
of the further common channel, whereby to optimise use of the dynamic range of said
component (136).
22. A method as claimed in claim 21 wherein said component is an A-D converter (136).
23. A method as claimed in any preceding claim wherein said reference direction is appropriate
to a particular coin type, and further comprising determining whether the difference
(ΔX) between the coin-absent and coin-present values of the reactance of the inductor
(104) corresponds to a reference value appropriate to the same particular coin type.
24. A method as claimed in claim 23 comprising compensating for the effect of varying
system gain on said difference (ΔX) between reactance values by simulating, from time
to time, a predetermined change (δX) in the reactance of the inductor (104) 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.
25. A method as claimed in claim 24 wherein said signal dependent on said reactance is
an analogue signal, comprising converting said analogue signal to digital form before
detecting said resulting change, comparing the change in the digital form of the channel
output with a digital reference value, deriving from the comparison a digital compensation
factor, and applying the digital compensation factor to the digital form of the reactance-dependent
signal until the next time said change is simulated.
26. A method as claimed in any one of the preceding claims wherein the frequency (fo)
of the oscillating field generated by the inductor (104) is sufficiently low that
the direction (ϑ) of said displacement line (a-b) is influenced by the thickness of
the coin (10) being tested.
27. A method as claimed in claim 26 wherein said frequency (fo) is sufficiently low that
its skin depth for the coin material is more than one third of the thickness of the
coin (10).
28. A method as claimed in claim 26 wherein said frequency (fo) is 100 kHz or less.
29. A method as claimed in claim 26 wherein said frequency (fo) is 35 kHz or less.
30. A method as claimed in claim 26 wherein said frequency (fo) is 10 kHz or less.
31. A method as claimed in any preceding claim comprising generating said oscillating
field from only one side of the coin.
32. A method as claimed in any preceding claim wherein the determining step is carried
out in relation to a plurality of reference directions which correspond respectively
to a plurality of acceptable coin types.
33. A method as claimed in any preceding claim wherein said determining step is carried
out at least when the direction of said displacement line (120) reaches an extreme
during the passage of a coin past the inductor.
34. A method as claimed in claim 33 comprising repeatedly evaluating the direction of
said displacement line (120) as the coin (10) moves edgewise past the inductor (104),
and detecting from the results of the evaluations when the direction of the displacement
line (120) is at an extreme.
35. A coin testing mechanism comprising a coin passageway (12), circuitry including an
inductor (104), adapted to cause the inductor to generate an oscillating field in
the coin passageway (12), and means (106-116) adapted to measure the reactance (X)
and the loss (R) of the inductor (104) when the coin (10) is in the field, characterised
by means (116) for determining whether the direction (ϑ) in the impedance plane of
a displacement line, representing the displacement of a coin-present point (b) defined
by the measurements relative to a coin-absent point (a) representing the inductor
reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction
in the impedance plane.
36. A mechanism as claimed in claim 35 wherein said means adapted to measure the reactance
and the loss of the inductor (104) when the coin is in the field includes phase discrimination
circuitry (106-114).
37. A mechanism as claimed in claim 35 or 36 comprising a signal source (100) arranged
to drive the inductor (104).
38. A mechanism as claimed in claim 37 wherein said signal source is a constant current
source (132;Fig.7).
39. A mechanism as claimed in any one of claims 36 to 38 wherein the phase discrimination
circuitry (106-114) is adapted to sample the voltage across the inductor at times
substantially 90° separated in phase to derive respective signals representing the
inductor reactance (X) and loss (R).
40. A mechanism as claimed in any one of claims 36 to 39 comprising means (80) for measuring
the angular displacement in the impedance plane of the phase discrimination axes (Xd,
Rd) relative to the true reactance and loss axes (X,R).
41. A mechanism as claimed in claim 40 comprising means (130) for simulating a change
(δX) in only the reactance or the loss of the inductor (104) when a coin (10) is not
in its field, means (116) for detecting the resulting change in the loss or reactance
measurements, and means (116) for calculating said angular displacement from the relationship
between the simulated change and the detected resulting change.
42. A mechanism as claimed in claim 41 wherein the simulating means (130) is adapted to
simulate a change in only the reactance (δX) of the inductor (104), and the detecting
means (116) is adapted to detect the resulting change in the loss measurement.
43. A mechanism as claimed in claim 41 or claim 42 wherein said simulating means (130)
is adapted to temporarily sum with the coil signal a signal having the same frequency
as the coil signal and which is in phase with or 180° out of phase with that component
of the coil signal which represents the impedance component in which the change is
to be simulated.
44. A mechanism as claimed in claim 42 comprising a resistor network (Ra-Rd) connected
in circuit with the inductor (104), means connecting the inductor (104) to an input
of the phase discrimination circuitry (106) to apply the voltage across the inductor
(104) to said circuitry, and a capacitor (Ci) connected from a point in said resistor
network (Ra-Rd) to said input whereby to feed to said input a voltage 180° out of
phase with the inductor voltage.
45. A mechanism as claimed in claim 44 comprising first means (T2, Rd) for modifying said
resistor network (Ra-Rd) to temporarily change the voltage fed through said capacitor
(Ci) thus simulating said reactance change.
46. A mechanism as claimed in claim 45 comprising second means (T1, Ra) for modifying
said resistance network (Ra-Rd) such as to cancel any change in inductor current that
would be caused by operation of said first means (T2, Rd).
47. A mechanism as claimed in any one of claims 40 to 46 comprising means (130) for angularly
shifting the phase discrimination axes on which said phase discrimination circuitry
(106) operates so as to reduce said angular displacement.
48. A mechanism as claimed in any one of claims 40 to 47 wherein said determining means
(116) includes means for applying a correction factor derived from said angular displacement
measurement.
49. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 48 in which the inductor (104) is
driven at a frequency determined by a digital signal generator (100).
50. A mechanism as claimed in claim 49 comprising an analogue filter (102) arranged to
filter the output of the digital signal generator (100) before it is applied to the
inductor (104).
51. A mechanism as claimed in any of claims 35 to 50 comprising means (116) for establishing
said reference direction as an angle (ϑ) relative to one of the reactance and loss
axes (X,R).
52. A mechanism as claimed in claim 51, comprising phase discrimination circuitry (106-114)
adapted to measure the reactance (X) and loss (R) of the inductor (104) and wherein
said determining means (116) is adapted to evaluate the angle (ϑd) of said displacement
line (120) relative to one of the phase discrimination axes (Xd, Rd).
53. A mechanism as claimed in claim 52 when dependent indirectly on claim 48, wherein
said means (116) for applying a correction factor is adapted to combine the measured
angular displacement (ϑe) of the phase discrimination axes (Xd, Rd) and said evaluated
angle (ϑd) of the displacement line.
54. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 53 wherein the measuring means (116)
is further adapted to measure the reactance and loss of the inductor (104) in the
absence of a coin (10) to establish the point (6) representing the inductor reactance
and loss in the absence of a coin and comprising means (116) for determining the direction
of said displacement line from the coin-present (a) and coin-absent (b) measurements.
55. A mechanism as claimed in claim 54 comprising means for causing the measuring means
to take the coin-absent measurements each time a coin (10) is tested.
56. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 50 comprising means for providing
a representation of a reference displacement line whose direction in the impedance
plane is said reference direction and whose position in the impedance plane is such
that it extends through the coin-absent point (b), and wherein said determining means
(116) is adapted to determine whether the coin-present reactance and loss measurements
(X,R) define a point lying substantially on the reference displacement line.
57. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 39 wherein said determining means
(116) is adapted to evaluate the angle (C) of said displacement line (120) relative
to the coin-absent total impedance vector (118) of the inductor (104).
58. A mechanism as claimed in claim 57, comprising phase discrimination circuitry adapted
to measure the reactance (X) and loss (R) of the inductor (104) and wherein said determining
means (116) is operable to measure the angle (B) of said coin-absent total impedance
vector (118) relative to a phase discrimination axis (Xd), measure the angle (A) of
said displacement line (120) relative to a phase-discrimination axis (Xd), and combine
these two measured angles (A,B).
59. A mechanism as claimed in claim 57 or 58 comprising means for establishing said reference
direction as an angle relative to the coin-absent total impedance vector (118) of
the inductor (104) in the impedance plane.
60. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 59, comprising a common channel
(132) in which signals dependent upon the reactance (X) and the loss (R), respectively,
of the inductor (104) are processed, said determining means (116) being adapted to
utilise the difference (ΔX) between the coin-present and coin-absent values of the
reactance-dependent signal, and means (Ci) for applying an offset (Xo) to the reactance-dependent
signal to substantially reduce its value towards that of the resistance-dependent
signal.
61. A mechanism as claimed in claim 60 wherein from said common channel (132) the signals
pass to a further common channel (136), said determining means is adapted to utilise
the differences (ΔX, ΔR) between the coin-present and coin-absent values of both the
reactance-dependent and the loss-dependent signals in said determining step and, prior
to said further common channel (136) , means (134) is provided for applying an offset
to either or both of the signals such that the coin-absent value of each signal is
close to an end of the dynamic range of a component (136) of the further common channel,
whereby to optimise use of the dynamic range of said component (136).
62. A mechanism as claimed in claim 61 wherein said component is an A-D converter (136).
63. A mechanism as claimed in any of claims 35 to 62 wherein said reference direction
is appropriate to a particular coin type, and said determining means (116) is further
adapted to determine whether the difference (ΔX) between the coin-absent and coin-present
values of the reactance (X) of the inductor (104) corresponds to a reference value
appropriate to the same particular coin type.
64. A mechanism as claimed in claim 63 wherein signals (ΔX) dependent on inductor reactance
are processed by circuitry subject to varying system gain which will affect said difference
between reactance values, comprising means (130) for simulating, from time to time,
a predetermined change in the reactance of the inductor (104) when a coin (10) is
not in its field, means (116) for detecting the resulting change in a signal dependent
on said reactance which signal has been subjected to said system gain, means for comparing
the detected change with a reference value, means for applying to said reactance-dependent
(ΔX) 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
means (116) for maintaining the application of said compensation factor until the
next time said change is simulated.
65. A mechanism as claimed in claim 64 wherein said signal dependent on said reactance
is an analogue signal, comprising means (136) for converting said analogue signal
to digital form before detecting said resulting change, means (116) for comparing
the change in the digital form of the signal with a digital reference value, means
(116) for deriving from the comparison a digital compensation factor, and means (116)
for applying the digital compensation factor to the digital form of the reactance-dependent
signal until the next time said change is simulated.
66. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 65 wherein the frequency (fo) of
the oscillating field generated by the inductor (104) is sufficiently low that the
direction (ϑ) of said displacement line (a-b) is influenced by the thickness of the
coin (10) being tested.
67. A mechanism as claimed in claim 66 wherein said frequency (fo) is sufficiently low
that its skin depth for the coin material is more than one third of the thickness
of the coin (10).
68. A mechanism as claimed in claim 66 wherein said frequency (fo) is 100 kHz or less.
69. A mechanism as claimed in claim 66 wherein said frequency (fo) is 35 kHz or less.
70. A mechanism as claimed in claim 66 wherein said frequency (fo) is 10 kHz or less.
71. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 70 wherein said inductor (104) is
on only one side of the coin passageway (12).
72. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 55 comprising means (78) for providing
a plurality of reference directions which correspond respectively to a plurality of
acceptable coin types, and wherein said determining means (116) is adapted to carry
out said determining step in relation to said plurality of reference directions.
73. A mechanism as claimed in claim 56 wherein said providing means (78) is adapted to
provide representations of a plurality of reference displacement lines whose directions
correspond respectively to a plurality of acceptable coin types, and wherein said
determining means (116) is adapted to carry out said determining step in relation
to said plurality of reference displacement lines.
74. A mechanism as claimed in any one of claims 35 to 73 comprising means (116) for detecting
the direction of said displacement line (120) reaching an extreme during the passage
of a coin (10) past the inductor, and wherein said determining means (116) is adapted
to use said extreme direction.
75. A mechanism method as claimed in claim 74 wherein said detecting means (116) is operable
to repeatedly evaluate the direction of said displacement line (120) as the coin moves
(10) edgewise past the inductor, and to detect from the results of the evaluations
when the direction of the displacement line (120) is at an extreme.
Claims for the following Contracting State(s): GB
1. A method of testing a coin (10) in a coin testing mechanism, comprising subjecting
a coin (10) inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor
(104), and measuring the reactance (X) and the loss (R) of the inductor (104) when
the coin (10) is in the field, characterised by determining whether the direction
(ϑ) in the impedance plane of a displacement line (a-b), representing the displacement
of a coin-present point (b) which is defined by the measurements, relative to a coin-absent
(a) point representing the inductor (104) reactance and loss in the absence of a coin
(10), corresponds to a reference direction in the impedance plane wherein the reactance
(X) and loss (R) measurements are made by a phase discrimination method.
2. A method of testing a coin (10) in a coin testing mechanism, comprising subjecting
a coin (10) inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor
(104), and measuring the reactance (X) and the loss (R) of the inductor (104) when
the coin (10) is in the field, characterised by determining whether the direction
(ϑ) in the impedance plane of a displacement line (a-b), representing the displacement
of a coin-present point (b) which is defined by the measurements, relative to a coin-absent
(a) point representing the inductor (104) reactance and loss in the absence of a coin
(10), corresponds to a reference direction in the impedance plane further comprising
driving the inductor (104) from a signal source (100).
3. A method as claimed in claim 2 wherein said signal source (100) acts as a constant
current source (103).
4. A method as claimed in any one of claims 1 to 3 comprising sampling the voltage across
the inductor (104) at times substantially 90° separated in phase to derive respective
signals representing the inductor reactance (X) and loss (R).
5. A method as claimed in any one of claims 1 to 4 comprising measuring the angular displacement
(ϑe) in the impedance plane of the phase discrimination axes (Xd, Rd) relative to
the true reactance and loss axes (X, R).
6. A method as claimed in claim 5 comprising measuring said angular displacement (ϑe)
by simulating a change in only the reactance (δX) or the loss (δR) of the inductor
when a coin is not in its field, detecting the resulting change in the loss or reactance
measurements made by said phase discrimination method, and calculating said angular
displacement (ϑe) from the relationship between the simulated change and the detected
resulting change.
7. A method as claimed in claim 6 wherein the simulated change is in only the reactance
(δX) of the inductor (104), and the resulting change in the loss measurement (R) is
detected.
8. A method as claimed in any one of claims 5 to 7 comprising angularly shifting the
phase discrimination axes (Xd, Rd) to reduce said angular displacement (ϑe).
9. A method as claimed in any one of claims 5 to 8 comprising, in said determining step,
applying a correction factor derived from said angular displacement measurement.
10. A method as claimed in any preceding claim wherein said reference direction is established
as an angle (ϑ) relative to one of the reactance and loss axes (X,R).
11. A method as claimed in claim 10, wherein the reactance and loss measurements are made
by a phase discrimination method and said determining step includes evaluating the
angle (ϑ) of said displacement line relative to one of the phase discrimination axes
(X,R).
12. A method as claimed in claim 11 when dependent indirectly on claim 9, wherein the
application of a correction factor comprises combining the measured angular displacement
(ϑe) of the phase discrimination axes and said evaluated angle (ϑ) of the displacement
line.
13. A method as claimed in any preceding claim wherein the point (a) representing the
inductor reactance (X) and loss (R) in the absence of a coin is defined by measuring
the reactance and loss of the inductor (104) in the absence of a coin and the direction
(ϑ) of said displacement line is ascertained from the coin-present (b) and coin-absent
(a) measurements.
14. A method as claimed in claim 13 wherein the coin-absent measurements are taken each
time a coin (10) is tested.
15. A method as claimed in any one of claims 1 to 9 comprising providing a reference displacement
line whose direction in the impedance plane is said reference direction and whose
position in the impedance plane is such that it extends through the coin-absent point
(a), and wherein said determining step comprises determining whether the coin-present
reactance (X) and loss (R) measurements define a point (b) lying substantially on
the reference displacement line.
16. A method as claimed in any one of claims 1 to 4 wherein said determining step includes
evaluating the angle (C) of said displacement line relative to the coin-absent total
impedance vector (118) of the inductor (104).
17. A method as claimed in claim 16 wherein the reactance and loss measurements are made
by a phase discrimination method and said evaluation comprises measuring the angle
(B) of said coin-absent total impedance vector (118) relative to a phase discrimination
axis (Xd), measuring the angle (A) of said displacement line (120) relative to a phase-discrimination
axis (Xd), and combining these two measured angles (A,B).
18. A method as claimed in claim 16 or claim 17 wherein said reference direction is established
as an angle relative to the coin-absent total impedance vector (118) of the inductor
(104) in the impedance plane.
19. A method as claimed in any one of the preceding claims, wherein signals dependent
upon the reactance (X) and the loss (R), respectively, of the inductor (104) are processed
in a common channel (132), the difference (ΔX) between the coin-present and coin-absent
values of the reactance-dependent signal is utilised in said determining step, and
prior to said processing an offset (Xo) is applied to the reactance-dependent signal
(X) to substantially reduce its value towards that of the resistance-dependent signal
(R).
20. A method as claimed in claim 19 wherein from said common channel (132) the signals
pass to a further common channel (136), the differences (ΔX, ΔR) between the coin-present
and coin-absent values of both the reactance-dependent and the loss-dependent signals
are utilised in said determining step, and prior to said further common channel (136)
an offset (Xo′, Ro′) is applied to either or both of the signals such that the coin-absent
value of each signal is close to an end of the dynamic range of a component (136)
of the further common channel, whereby to optimise use of the dynamic range of said
component (136).
21. A method as claimed in claim 20 wherein said component is an A-D converter (136).
22. A method of testing a coin (10) in a coin testing mechanism, comprising subjecting
a coin (10) inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor
(104), and measuring the reactance (X) and the loss (R) of the inductor (104) when
the coin (10) is in the field, characterised by determining whether the direction
(ϑ) in the impedance plane of a displacement line (a-b), representing the displacement
of a coin-present point (b) which is defined by the measurements, relative to a coin-absent
(a) point representing the inductor (104) reactance and loss in the absence of a coin
(10), corresponds to a reference direction in the impedance plane wherein said reference
direction is appropriate to a particular coin type, and further comprising determining
whether the difference (ΔX) between the coin-absent and coin-present values of the
reactance of the inductor (104) corresponds to a reference value appropriate to the
same particular coin type.
23. A method as claimed in claim 22 comprising compensating for the effect of varying
system gain on said difference (ΔX) between reactance values by simulating, from time
to time, a predetermined change (δX) in the reactance of the inductor (104) 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.
24. A method as claimed in claim 23 wherein said signal dependent on said reactance is
an analogue signal, comprising converting said analogue signal to digital form before
detecting said resulting change, comparing the change in the digital form of the channel
output with a digital reference value, deriving from the comparison a digital compensation
factor, and applying the digital compensation factor to the digital form of the reactance-dependent
signal until the next time said change is simulated.
25. A method of testing a coin (10) in a coin testing mechanism, comprising subjecting
a coin (10) inserted into the mechanism to an oscillating field generated by an inductor
(104), and measuring the reactance (X) and the loss (R) of the inductor (104) when
the coin (10) is in the field, characterised by determining whether the direction
(ϑ) in the impedance plane of a displacement line (a-b), representing the displacement
of a coin-present point (b) which is defined by the measurements, relative to a coin-absent
(a) point representing the inductor (104) reactance and loss in the absence of a coin
(10), corresponds to a reference direction in the impedance plane wherein the frequency
(fo) of the oscillating field generated by the inductor (104) is sufficiently low
that the direction (ϑ) of said displacement line (a-b) is influenced by the thickness
of the coin (10) being tested.
26. A method as claimed in claim 25 wherein said frequency (fo) is sufficiently low that
its skin depth for the coin material is more than one third of the thickness of the
coin (10).
27. A method as claimed in claim 25 wherein said frequency (fo) is 100 kHz or less.
28. A method as claimed in claim 25 wherein said frequency (fo) is 35 kHz or less.
29. A method as claimed in claim 25 wherein said frequency (fo) is 10 kHz or less.
30. A method as claimed in any preceding claim comprising generating said oscillating
field from only one side of the coin.
31. A method as claimed in any preceding claim wherein the determining step is carried
out in relation to a plurality of reference directions which correspond respectively
to a plurality of acceptable coin types.
32. A method as claimed in any preceding claim wherein said determining step is carried
out at least when the direction of said displacement line (120) reaches an extreme
during the passage of a coin past the inductor.
33. A method as claimed in claim 32 comprising repeatedly evaluating the direction of
said displacement line (120) as the coin (10) moves edgewise past the inductor (104),
and detecting from the results of the evaluations when the direction of the displacement
line (120) is at an extreme.
34. A coin testing mechanism comprising a coin passageway (12), circuitry including an
inductor (104), adapted to cause the inductor to generate an oscillating field in
the coin passageway (12), and means (106-116) adapted to measure the reactance (X)
and the loss (R) of the inductor (104) when the coin (10) is in the field, characterised
by means (116) for determining whether the direction (ϑ) in the impedance plane of
a displacement line, representing the displacement of a coin-present point (b) defined
by the measurements relative to a coin-absent point (a) representing the inductor
reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction
in the impedance plane wherein said means adapted to measure the reactance and the
loss of the inductor (104) when the coin is in the field includes phase discrimination
circuitry (106-114).
35. A coin testing mechanism comprising a coin passageway (12), circuitry including an
inductor (104), adapted to cause the inductor to generate an oscillating field in
the coin passageway (12), and means (106-116) adapted to measure the reactance (X)
and the loss (R) of the inductor (104) when the coin (10) is in the field, characterised
by means (116) for determining whether the direction (ϑ) in the impedance plane of
a displacement line, representing the displacement of a coin-present point (b) defined
by the measurements relative to a coin-absent point (a) representing the inductor
reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction
in the impedance plane further comprising a signal source (100) arranged to drive
the inductor (104).
36. A mechanism as claimed in claim 35 wherein said signal source is a constant current
source (132;Fig.7).
37. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 36 wherein the phase discrimination
circuitry (106-114) is adapted to sample the voltage across the inductor at times
substantially 90° separated in phase to derive respective signals representing the
inductor reactance (X) and loss (R).
38. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 37 comprising means (80) for measuring
the angular displacement in the impedance plane of the phase discrimination axes (Xd,
Rd) relative to the true reactance and loss axes (X,R).
39. A mechanism as claimed in claim 38 comprising means (130) for simulating a change
(δX) in only the reactance or the loss of the inductor (104) when a coin (10) is not
in its field, means (116) for detecting the resulting change in the loss or reactance
measurements, and means (116) for calculating said angular displacement from the relationship
between the simulated change and the detected resulting change.
40. A mechanism as claimed in claim 39 wherein the simulating means (130) is adapted to
simulate a change in only the reactance (δX) of the inductor (104), and the detecting
means (116) is adapted to detect the resulting change in the loss measurement.
41. A mechanism as claimed in claim 39 or claim 40 wherein said simulating means (130)
is adapted to temporarily sum with the coil signal a signal having the same frequency
as the coil signal and which is in phase with or 180° out of phase with that component
of the coil signal which represents the impedance component in which the change is
to be simulated.
42. A mechanism as claimed in claim 40 comprising a resistor network (Ra-Rd) connected
in circuit with the inductor (104), means connecting the inductor (104) to an input
of the phase discrimination circuitry (106) to apply the voltage across the inductor
(104) to said circuitry, and a capacitor (Ci) connected from a point in said resistor
network (Ra-Rd) to said input whereby to feed to said input a voltage 180° out of
phase with the inductor voltage.
43. A mechanism as claimed in claim 42 comprising first means (T2, Rd) for modifying said
resistor network (Ra-Rd) to temporarily change the voltage fed through said capacitor
(Ci) thus simulating said reactance change.
44. A mechanism as claimed in claim 43 comprising second means (T1, Ra) for modifying
said resistance network (Ra-Rd) such as to cancel any change in inductor current that
would be caused by operation of said first means (T2, Rd).
45. A mechanism as claimed in any one of claims 38 to 44 comprising means (130) for angularly
shifting the phase discrimination axes on which said phase discrimination circuitry
(106) operates so as to reduce said angular displacement.
46. A mechanism as claimed in any one of claims 38 to 45 wherein said determining means
(116) includes means for applying a correction factor derived from said angular displacement
measurement.
47. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 46 in which the inductor (104) is
driven at a frequency determined by a digital signal generator (100).
48. A mechanism as claimed in claim 47 comprising an analogue filter (102) arranged to
filter the output of the digital signal generator (100) before it is applied to the
inductor (104).
49. A mechanism as claimed in any of claims 34 to 48 comprising means (116) for establishing
said reference direction as an angle (ϑ) relative to one of the reactance and loss
axes (X,R).
50. A mechanism as claimed in claim 49, comprising phase discrimination circuitry (106-114)
adapted to measure the reactance (X) and loss (R) of the inductor (104) and wherein
said determining means (116) is adapted to evaluate the angle (ϑd) of said displacement
line (120) relative to one of the phase discrimination axes (Xd, Rd).
51. A mechanism as claimed in claim 50 when dependent indirectly on claim 46, wherein
said means (116) for applying a correction factor is adapted to combine the measured
angular displacement (ϑe) of the phase discrimination axes (Xd, Rd) and said evaluated
angle (ϑd) of the displacement line.
52. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 51 wherein the measuring means (116)
is further adapted to measure the reactance and loss of the inductor (104) in the
absence of a coin (10) to establish the point (6) representing the inductor reactance
and loss in the absence of a coin and comprising means (116) for determining the direction
of said displacement line from the coin-present (a) and coin-absent (b) measurements.
53. A mechanism as claimed in claim 52 comprising means for causing the measuring means
to take the coin-absent measurements each time a coin (10) is tested.
54. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 48 comprising means for providing
a representation of a reference displacement line whose direction in the impedance
plane is said reference direction and whose position in the impedance plane is such
that it extends through the coin-absent point (b), and wherein said determining means
(116) is adapted to determine whether the coin-present reactance and loss measurements
(X,R) define a point lying substantially on the reference displacement line.
55. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 37 wherein said determining means
(116) is adapted to evaluate the angle (C) of said displacement line (120) relative
to the coin-absent total impedance vector (118) of the inductor (104).
56. A mechanism as claimed in claim 55, comprising phase discrimination circuitry adapted
to measure the reactance (X) and loss (R) of the inductor (104) and wherein said determining
means (116) is operable to measure the angle (B) of said coin-absent total impedance
vector (118) relative to a phase discrimination axis (Xd), measure the angle (A) of
said displacement line (120) relative to a phase-discrimination axis (Xd), and combine
these two measured angles (A,B).
57. A mechanism as claimed in claim 55 or 56 comprising means for establishing said reference
direction as an angle relative to the coin-absent total impedance vector (118) of
the inductor (104) in the impedance plane.
58. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 57, comprising a common channel
(132) in which signals dependent upon the reactance (X) and the loss (R), respectively,
of the inductor (104) are processed, said determining means (116) being adapted to
utilise the difference (ΔX) between the coin-present and coin-absent values of the
reactance-dependent signal, and means (Ci) for applying an offset (Xo) to the reactance-dependent
signal to substantially reduce its value towards that of the resistance-dependent
signal.
59. A mechanism as claimed in claim 58 wherein from said common channel (132) the signals
pass to a further common channel (136), said determining means is adapted to utilise
the differences (ΔX, ΔR) between the coin-present and coin-absent values of both the
reactance-dependent and the loss-dependent signals in said determining step and, prior
to said further common channel (136), means (134) is provided for applying an offset
to either or both of the signals such that the coin-absent value of each signal is
close to an end of the dynamic range of a component (136) of the further common channel,
whereby to optimise use of the dynamic range of said component (136).
60. A mechanism as claimed in claim 59 wherein said component is an A-D converter (136).
61. A coin testing mechanism comprising a coin passageway (12), circuitry including an
inductor (104), adapted to cause the inductor to generate an oscillating field in
the coin passageway (12), and means (106-116) adapted to measure the reactance (X)
and the loss (R) of the inductor (104) when the coin (10) is in the field, characterised
by means (116) for determining whether the direction (ϑ) in the impedance plane of
a displacement line, representing the displacement of a coin-present point (b) defined
by the measurements relative to a coin-absent point (a) representing the inductor
reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction
in the impedance plane wherein said reference direction is appropriate to a particular
coin type, and said determining means (116) is further adapted to determine whether
the difference (ΔX) between the coin-absent and coin-present values of the reactance
(X) of the inductor (104) corresponds to a reference value appropriate to the same
particular coin type.
62. A mechanism as claimed in claim 61 wherein signals (ΔX) dependent on inductor reactance
are processed by circuitry subject to varying system gain which will affect said difference
between reactance values, comprising means (130) for simulating, from time to time,
a predetermined change in the reactance of the inductor (104) when a coin (10) is
not in its field, means (116) for detecting the resulting change in a signal dependent
on said reactance which signal has been subjected to said system gain, means for comparing
the detected change with a reference value, means for applying to said reactance-dependent
(ΔX) 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
means (116) for maintaining the application of said compensation factor until the
next time said change is simulated.
63. A mechanism as claimed in claim 62 wherein said signal dependent on said reactance
is an analogue signal, comprising means (136) for converting said analogue signal
to digital form before detecting said resulting change, means (116) for comparing
the change in the digital form of the signal with a digital reference value, means
(116) for deriving from the comparison a digital compensation factor, and means (116)
for applying the digital compensation factor to the digital form of the reactance-dependent
signal until the next time said change is simulated.
64. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 63 wherein the frequency (fo) of
the oscillating field generated by the inductor (104) is sufficiently low that the
direction (ϑ) of said displacement line (a-b) is influenced by the thickness of the
coin (10) being tested.
65. A mechanism as claimed in claim 64 wherein said frequency (fo) is sufficiently low
that its skin depth for the coin material is more than one third of the thickness
of the coin (10).
66. A mechanism as claimed in claim 64 wherein said frequency (fo) is 100 kHz or less.
67. A coin testing mechanism comprising a coin passageway (12), circuitry including an
inductor (104), adapted to cause the inductor to generate an oscillating field in
the coin passageway (12), and means (106-116) adapted to measure the reactance (X)
and the loss (R) of the inductor (104) when the coin (10) is in the field, characterised
by means (116) for determining whether the direction (ϑ) in the impedance plane of
a displacement line, representing the displacement of a coin-present point (b) defined
by the measurements relative to a coin-absent point (a) representing the inductor
reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction
in the impedance plane wherein said frequency (fo) of the oscillating field is 35
kHz or less.
68. A mechanism as claimed in claim 67 wherein said frequency (fo) is 10 kHz or less.
69. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 68 wherein said inductor (104) is
on only one side of the coin passageway (12).
70. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 53 comprising means (78) for providing
a plurality of reference directions which correspond respectively to a plurality of
acceptable coin types, and wherein said determining means (116) is adapted to carry
out said determining step in relation to said plurality of reference directions.
71. A mechanism as claimed in claim 54 wherein said providing means (78) is adapted to
provide representations of a plurality of reference displacement lines whose directions
correspond respectively to a plurality of acceptable coin types, and wherein said
determining means (116) is adapted to carry out said determining step in relation
to said plurality of reference displacement lines.
72. A mechanism as claimed in any one of claims 34 to 71 comprising means (116) for detecting
the direction of said displacement line (120) reaching an extreme during the passage
of a coin (10) past the inductor, and wherein said determining means (116) is adapted
to use said extreme direction.
73. A mechanism method as claimed in claim 72 wherein said detecting means (116) is operable
to repeatedly evaluate the direction of said displacement line (120) as the coin moves
(10) edgewise past the inductor, and to detect from the results of the evaluations
when the direction of the displacement line (120) is at an extreme.
74. A coin testing mechanism comprising a coin passageway (12), circuitry including an
inductor (104), adapted to cause the inductor to generate an oscillating field in
the coin passageway (12), and means (106-116) adapted to measure the reactance (X)
and the loss (R) of the inductor (104) when the coin (10) is in the field, characterised
by means (116) for determining whether the direction (ϑ) in the impedance plane of
a displacement line, representing the displacement of a coin-present point (b) defined
by the measurements relative to a coin-absent point (a) representing the inductor
reactance and loss in the absence of a coin, corresponds to a reference direction
in the impedance plane and further comprising a digital memory for storing one or
more reference values representing, as numbers in digital form, said reference direction.
Patentansprüche für folgende(n) Vertragsstaat(en): FR, DE, IT, ES, CH
1. Verfahren zum Prüfen einer Münze (10) in einem Münzprüfmechanismus, bei dem eine in
den Mechanismus eingeführte Münze (10) einem von einer Drossel (104) erzeugten schwingenden
Feld unterworfen wird und die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
gemessen werden, wenn sich die Münze (10) im Feld befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene befindenden
Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts (b), wie
er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt (a) repräsentiert,
der die Reaktanz und Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze (10) repräsentiert,
einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messungen zur Reaktanz (X) und den Verlusten (R) durch ein Phasenerkennungsverfahren
erfolgen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Drossel (104) durch eine
Signalquelle (100) betrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Signalquelle (100) als Konstantstromquelle
(104) arbeitet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Spannung an der Drossel (104)
zu Zeitpunkten erfaßt wird, die phasenmäßig im wesentlichen um 90° auseinanderliegen,
um jeweilige Signale herzuleiten, die die Drosselreaktanz (X) und die Verluste (R)
repräsentieren.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Winkelverschiebung (Θe) in
der Impedanzebene der Phasenerkennungsachsen (Xd, Rd) relativ zu den wahren Achsen
für die Reaktanz und die Verluste (X, R) gemessen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Winkelverschiebung (Θe) dadurch gemessen wird,
daß eine Änderung nur hinsichtlich der Reaktanz (δX) oder der Verluste (δR) der Drossel
simuliert wird, wenn sich keine Münze in deren Feld befindet, die sich ergebende Änderung
der Verlust- oder Reaktanzmessungen erfaßt wird, wie durch das genannte Phasenerkennungsverfahren
ausgeführt, und die Winkelverschiebung (Θe) aus der Beziehung zwischen der simulierten
Änderung und der erfaßten, sich ergebenden Änderung berechnet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die simulierte Änderung nur hinsichtlich der Reaktanz
(δX) der Drossel (104) ausgeführt wird und die sich ergebende Änderung bei der Verlustmessung
(R) erfaßt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Phasenerkennungsachsen (Xd,
Rd) winkelmäßig verschoben werden, um die Winkelverschiebung (Θe) zu verringern.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem in einem Bestimmungsschritt ein
Korrekturfaktor angewandt wird, der aus der Messung zur Winkelverschiebung hergeleitet
wird.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Bezugsrichtung als Winkel
(ϑ) in bezug auf die Reaktanz- oder Verlustachse (X, R) errichtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Messungen zur Reaktanz und zu den Verlusten
durch ein Phasenerkennungsverfahren ausgeführt werden und der Bestimmungsschritt das
Auswerten des Winkels (Θ) der Verschiebungslinie relativ zu einer der Phasenerkennungsachsen
(X, R) beinhaltet.
13. Verfahren nach Anspruch 12 in direkter Abhängigkeit von Anspruch 10, bei dem die Anwendung
eines Korrekturfaktors das Kombinieren der gemessenen Winkelverschiebung (Θe) der
Phasenerkennungsachsen und des hergeleiteten Winkels (Θ) für die Verschiebungslinie
umfaßt.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der die Drosselreaktanz (X)
und -verluste (R) beim Fehlen einer Münze repräsentierende Punkt dadurch definiert
wird, daß die Reaktanz und die Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze
gemessen wird, und die Richtung (Θ) der Verschiebungslinie aus den Messungen bei vorhandener
Münze (b) und fehlender Münze (a) bestimmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Messungen mit fehlender Münze jedesmal dann
ausgeführt werden, wenn eine Münze (10) geprüft wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem eine Bezugsverschiebungslinie
erstellt wird, deren Richtung in der Impedanzebene die Bezugsrichtung ist und deren
Position in der Impedanzebene dergestalt ist, daß sie sich durch den Münze-fehlt-Punkt
(a) erstreckt, und wobei der Bestimmungsschritt die Bestimmung umfaßt, ob die Münze-vorhanden-Meßwerte
zur Reaktanz (X) und den Verlusten (R) einen Punkt (b) festlegen, der im wesentlichen
auf der Bezugsverschiebungslinie liegt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Bestimmungsschritt das Herleiten
des Winkels (C) der Verschiebungslinie relativ zum Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor
(118) der Drossel (104) beinhaltet.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Messungen zur Reaktanz und den Verlusten durch
ein Phasenerkennungsverfahren ausgeführt werden und die Herleitung das Messen des
Winkels (B) des Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektors (118) relativ zu einer Phasenerkennungsachse
(Xd), das Messen des Winkels (A) der Verschiebungslinie (120) relativ zu einer Phasenerkennungsachse
(Xd) und das Kombinieren dieser zwei gemessenen Winkel (A, B) umfaßt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei dem die Bezugsrichtung als Winkel
relativ zum Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor (118) der Drossel (104) in der Impedanzebene
errichtet wird.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem von der Reaktanz (X) bzw.
den Verlusten (R) der Drossel (104) abhängige Signale in einem gemeinsamen Kanal (132)
verarbeitet werden, die Differenz (ΔX) zwischen dem Münzevorhanden- und dem Münze-fehlt-Wert
des reaktanzabhängigen Signals beim Bestimmungsschritt verwendet wird und vor dieser
Verarbeitung ein Versatz (Xo) auf das reaktanzabhängige Signal (X) gegeben wird, um
dessen Wert zu dem des widerstandsabhängigen Signals (R) hin wesentlich zu verringern.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Signale vom gemeinsamen Kanal (132) zu einem
weiteren gemeinsamen Kanal (136) laufen, die Differenzen (ΔX, ΔR) zwischen den Münzevorhanden-
und Münze-fehlt-Werten sowohl des reaktanzabhängigen als auch des verlustabhängigen
Signals im Bestimmungsschritt verwendet werden und vor dem weiteren gemeinsamen Kanal
(136) ein Versatz (Xo′, Ro′) auf eines der Signale oder beide in solcher Weise gegeben
wird, daß der Münzefehlt-Wert jedes Signals nahe einem Ende des Dynamikbereichs einer
Komponente (136) des weiteren gemeinsamen Kanals liegt, um dadurch die Verwendung
des Dynamikbereichs dieser Komponente (136) zu optimieren.
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem die Komponente ein A-D-Umsetzer (136) ist.
23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Bezugsrichtung für eine
spezielle Münzart geeignet ist und bei dem ferner bestimmt wird, ob die Differenz
(ΔX) zwischen dem Münze-fehlt- und dem Münze-vorhanden-Wert der Reaktanz der Drossel
(104) einem Bezugswert entspricht, wie er für dieselbe spezielle Münzart passend ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem die Auswirkung einer variablen Systemverstärkung
auf die Differenz (ΔX) zwischen den Reaktanzwerten dadurch kompensiert wird, daß von
Zeit zu Zeit eine vorgegebene Änderung (δX) der Reaktanz der Drossel (104) simuliert
wird, solange sich keine Münze in deren Feld befindet, die sich ergebende Änderung
in einem von der Reaktanz abhängigen Signal erfaßt wird, das der Systemverstärkung
unterzogen wurde, die erfaßte Änderung mit einem Bezugswert verglichen wird, auf das
reaktanzabhängige Signal ein aus dem Vergleichsergebnis hergeleiteter Kompensationsfaktor
so angewandt wird, daß das Signal so eingestellt wird, daß es im wesentlichen dem
Bezugswert entspricht und die Anwendung dieses Kompensationsfaktors aufrechterhalten
wird, bis die Änderung das nächste Mal simuliert wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem das von der Reaktanz abhängige Signal ein analoges
Signal ist, wobei dieses analoge Signal vor dem Erfassen der sich ergebenden Änderung
in digitale Form umgesetzt wird, die Änderung des Kanalausgangssignals in digitaler
Form mit einem digitalen Bezugswert verglichen wird, aus dem Vergleich ein digitaler
Kompensationsfaktor hergeleitet wird und der digitale Kompensationsfaktor auf die
digitale Form des reaktanzabhängigen Signals angewandt wird, bis die Änderung das
nächste Mal simuliert wird.
26. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Frequenz (fo) des von
der Drossel (104) erzeugten schwingenden Felds ausreichend niedrig dafür ist, daß
die Richtung (Θ) der Verschiebungslinie (a-b) durch die Dicke der geprüften Münze
(10) beeinflußt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Frequenz (fo) ausreichend niedrig dafür ist,
daß die Skineffekttiefe bei ihr für das Münzmaterial größer ist als ein Drittel der
Dicke der Münze (10).
28. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Frequenz (fo) 100 kHz oder weniger beträgt.
29. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Frequenz (fo) 35 kHz oder weniger beträgt.
30. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem die Frequenz (fo) 10 kHz oder weniger beträgt.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das schwingende Feld auf
nur einer Seite der Münze erzeugt wird.
32. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Bestimmungsschritt in
bezug auf mehrere Bezugsrichtungen ausgeführt wird, die jeweils mehreren annehmbaren
Münzarten entsprechen.
33. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Bestimmungsschritt mindestens
dann ausgeführt wird, wenn die Richtung der Verschiebungslinie (120) während des Durchlaufs
einer Münze an der Drossel vorbei einen Extremwert erreicht.
34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem wiederholt die Richtung der Verschiebungslinie
(120) ausgewertet wird, wenn sich die Münze (10) der Kante entlang an der Drossel
(104) vorbeibewegt, und aus den Auswertungsergebnissen erfaßt wird, wann die Richtung
der Verschiebungslinie (120) einen Extremwert aufweist.
35. Münzprüfmechanismus mit einem Münzkanal (12), einer Schaltung mit einer Drossel (104),
die so ausgebildet ist, daß sie bewirkt, daß die Drossel ein schwingendes Feld im
Münzkanal (12) erzeugt, und einer Einrichtung (106 - 116), die so ausgebildet ist,
daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, wenn sich eine
Münze (10) im Feld befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116) zum Bestimmen, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene
befindenden Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts
(b), wie er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt
(a) repräsentiert, der die Reaktanz und Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze
repräsentiert, einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht.
36. Mechanismus nach Anspruch 35, bei dem die Einrichtung, die so ausgebildet ist, daß
sie die Reaktanz und die Verluste der Drossel (104) mißt, wenn sich eine Münze in
deren Feld befindet, eine Phasenerkennungsschaltung (106 - 114) beinhaltet.
37. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 oder 36, mit einer Signalquelle (100), die
so angeordnet ist, daß sie die Drossel (104) betreibt.
38. Mechanismus nach Anspruch 37, bei dem die Signalquelle ein Konstantstromquelle (132;
Fig. 7) ist.
39. Mechanismus nach einem der Ansprüche 36 bis 38, bei dem die Phasenerkennungsschaltung
(106 - 114) so ausgebildet ist, daß sie die Spannung an der Drossel zu Zeitpunkten
erfaßt, die phasenmäßig im wesentlichen um 90° auseinanderliegen, um jeweilige Signale
herzuleiten, die die Drosselreaktanz (X) und die Verluste (R) repräsentieren.
40. Mechanismus nach einem der Ansprüche 36 bis 39, mit einer Richtung (80) zum Messen
der in der Impedanzebene liegenden Winkelverschiebung der Phasenerkennungsachsen (Xd,
Rd) relativ zu den wahren Achsen für die Reaktanz und die Verluste (X, R).
41. Mechanismus nach Anspruch 40, mit einer Einrichtung (130) zum Simulieren einer Änderung
(δX) nur der Reaktanz oder der Verluste der Drossel (104), wenn sich keine Münze (10)
in deren Feld befindet, einer Einrichtung (116) zum Erfassen der sich ergebenden Änderung
der Meßwerte der Verluste oder der Reaktanz und einer Einrichtung (116) zum Berechnen
der Winkelverschiebung aus der Beziehung zwischen der simulierten Änderung und der
erfaßten, sich ergebenden Änderung.
42. Mechanismus nach Anspruch 41, bei dem die Simulationseinrichtung (130) so ausgebildet
ist, daß sie eine Änderung mit der Reaktanz (δX) der Drossel (104) simuliert, und
die Erfassungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß sie die sich ergebende Veränderung
der Verlustmessung erfaßt.
43. Mechanismus nach einem der Ansprüche 41 oder 42, bei dem die Simulationseinrichtung
(130) so ausgebildet ist, daß sie zum Spulensignal zeitweilig ein Signal summiert,
das dieselbe Frequenz wie das Spulensignal hat und mit derjenigen Komponente des Spulensignals,
die die Impedanzkomponente repräsentiert, für die die Änderung zu simulieren ist,
in Phase ist oder um 180° phasenverschoben ist.
44. Mechanismus nach Anspruch 42, mit einem Widerstandsnetzwerk (Ra-Rd), das in einem
Schaltkreis mit der Drossel (104) verbunden ist, einer Einrichtung, die die Drossel
(104) mit einem Eingang der Phasenerkennungsschaltung (106) verbindet, um die Spannung
an der Drossel (104) an die Schaltung anzulegen, und einem Kondensator (Ci), der ausgehend
von einem Punkt im Widerstandsnetzwerk (Ra-Rd) mit diesem Eingang verbunden ist, um
dadurch diesem Eingang eine Spannung zuzuführen, die um 180° gegen die Phasen der
Drosselspannung verschoben ist.
45. Mechanismus nach Anspruch 44, mit einer ersten Einrichtung (T2, Rd) zum Modifizieren
des Widerstandsnetzwerks (Ra-Rd) zum zeitweiligen Ändern der über den Kondensator
(Ci) zugeführten Spannung, um so die Reaktanzänderung zu simulieren.
46. Mechanismus nach Anspruch 45, mit einer zweiten Einrichtung (T1, Ra) zum Modifizieren
des Widerstandsnetzwerks (Ra-Rd), um jede Änderung des Drosselstroms aufzuheben, wie
sie durch den Betrieb der ersten Einrichtung (T2, Rd) hervorgerufen werden würde.
47. Mechanismus nach einem der Ansprüche 40 bis 46, mit einer Einrichtung (130) zum winkelmäßigen
Verschieben der Phasenerkennungsachsen, gemäß denen die Phasenerkennungsschaltung
(106) arbeitet, um die Winkelverschiebung zu verringern.
48. Mechanismus nach einem der Ansprüche 40 bis 47, bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) eine Einrichtung zum Anwenden eines Korrekturfaktors beinhaltet, der aus der
Messung zur Winkelverschiebung hergeleitet wurde.
49. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 48, bei dem die Drossel (104) mit einer
Frequenz betrieben wird, die von einem digitalen Signalgenerator (100) bestimmt wird.
50. Mechanismus nach Anspruch 49, mit einem Analogfilter (102), das so ausgebildet ist,
daß es das Ausgangssignal des digitalen Signalgenerators (100) filtert, bevor es an
die Drossel (104) gegeben wird.
51. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 50, mit einer Einrichtung (116) zum Errichten
der Bezugsrichtung als Winkel (Θ) bezogen auf die Reaktanzachse (X) oder die Verlustachse
(R).
52. Mechanismus nach Anspruch 51, mit einer Phasenerkennungsschaltung (106 - 114), die
so ausgebildet ist, daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
mißt, und bei dem die Bestimmungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß sie den
Winkel (Θd) der Verschiebungslinie (120) relativ zu einer der Phasenerkennungsachsen
(Xd, Rd) auswertet.
53. Mechanismus nach Anspruch 52 in direkter Abhängigkeit von Anspruch 48, bei dem die
Einrichtung (116) zum Anwenden eines Korrekturfaktors so ausgebildet ist, daß sie
die gemessene Winkelverschiebung (Θe) der Phasenerkennungsachsen (Xd, Rd) und den
hergeleiteten Wert (Θd) für die Verschiebungslinie kombiniert.
54. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 53, bei dem die Meßeinrichtung (116) weiter
so ausgebildet ist, daß sie die Reaktanz und die Verluste der Drossel (104) beim Fehlen
einer Münze (10) mißt, um denjenigen Punkt (6) zu errichten, der die Reaktanz und
die Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze repräsentiert, und mit einer Einrichtung
(116) zum Bestimmen der Richtung der Verschiebungslinie aus den Messungen bei vorhandener
Münze (a) und fehlender Münze (b).
55. Mechanismus nach Anspruch 54, mit einer Einrichtung, die bewirkt, daß die Meßeinrichtung
die Münze-fehlt-Messungen jedesmal dann ausführt, wenn eine Münze (10) geprüft wird.
56. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 50, mit einer Einrichtung, um für eine
Repräsentation einer Bezugsverschiebungslinie zu sorgen, deren Richtung in der Impedanzebene
die Bezugsrichtung ist und deren Position in der Impedanzebene dergestalt ist, daß
sie sich durch den Münzefehlt-Punkt (b) erstreckt, und bei dem die Bestimmungseinrichtung
8116) so ausgebildet ist, daß sie bestimmt, ob die Messungen zur Reaktanz und den
Verlusten (X, R) bei vorhandener Münze einen Punkt festlegen, der im wesentlichen
auf der Bezugsverschiebungslinie liegt.
57. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 39, bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) so ausgebildet ist, daß sie den Winkel (C) der Verschiebungslinie (120) bezogen
auf den Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor (118) der Drossel (104) auswertet.
58. Mechanismus nach Anspruch 57, mit einer Phasenerkennungsschaltung, die so ausgebildet
ist, daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, und bei
dem die Bestimmungseinrichtung (116) so betrieben werden kann, daß sie den Winkel
(B) des Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektors (118) bezogen auf eine Phasenerkennungsachse
(Xd) mißt, den Winkel (A) der Verschiebungslinie (120) bezogen auf eine Phasenerkennungsachse
(Xd) mißt und diese zwei gemessenen Winkel (A, B) kombiniert.
59. Mechanismus nach einem der Ansprüche 57 oder 58, mit einer Einrichtung zum Errichten
der Bezugsrichtung als Winkel relativ zum Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor (118) der
Drossel (104) in der Impedanzebene.
60. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 59, mit einem gemeinsamen Kanal (132),
in dem von der Reaktanz (X) bzw. den Verlusten (R) abhängige Signale der Drossel (104)
verarbeitet werden, wobei die Bestimmungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß
sie die Differenz (ΔX) zwischen dem Münze-vorhanden- und dem Münze-fehlt-Wert des
reaktanzabhängigen Signals verwendet, und mit einer Einrichtung (Ci) zum Anwenden
eines Versatzes (Xo auf das reaktanzabhängige Signal, um dessen Wert wesentlich auf
denjenigen des widerstandsabhängigen Signals hin zu verringern.
61. Mechanismus nach Anspruch 60, bei dem die Signale vom gemeinsamen Kanal (132) zu einem
weiteren gemeinsamen Kanal (136) laufen, wobei die Bestimmungseinrichtung so ausgebildet
ist, daß sie die Differenz (ΔX, ΔR) zwischen den Münzevorhanden- und Münze-fehlt-Werten
sowohl des reaktanzabhängigen als auch des verlustabhängigen Signals im Bestimmungsschritt
verwendet, und mit einer Einrichtung (134) vor dem weiteren gemeinsamen Kanal (136),
die vorhanden ist, um einen Versatz an eines der Signale oder beide so anzulegen,
daß der Münze-fehlt-Wert jedes Signals nahe am Ende des Dynamikbereichs einer Komponente
(136) des weiteren gemeinsamen Kanals liegt, wodurch die Verwendung des Dynamikbereichs
dieser Komponente (136) optimiert wird.
62. Mechanismus nach Anspruch 61, bei dem diese Komponente ein A-D-Umsetzer (136) ist.
63. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 62, bei dem die Bezugsrichtung für eine
spezielle Münzart geeignet ist und die Bestimmungseinrichtung (116) ferner so ausgebildet
ist, daß sie bestimmt, ob die Differenz (ΔX) zwischen dem Münze-fehlt- und dem Münze-vorhanden-Wert
für die Reaktanz (X) der Drossel (104) einem Bezugswert entspricht, wie er für dieselbe,
spezielle Münzart geeignet ist.
64. Mechanismus nach Anspruch 63, bei dem von der Drosselreaktanz abhängige Signale (ΔX)
durch eine Schaltung verarbeitet werden, die variierende Systemverstärkung aufweist,
die die Differenz zwischen den Reaktanzwerten beeinflußt, mit einer Einrichtung (130)
zum zeitweiligen Simulieren einer vorgegebenen Änderung der Reaktanz der Drossel (104),
wenn sich keine Münze (10) in deren Feld befindet, einer Einrichtung (116) zum Erfassen
der sich ergebenden Änderung eines von der Reaktanz abhängigen Signals, das der Systemverstärkung
unterzogen wurde, einer Einrichtung zum Vergleichen der erfaßten Änderung mit einem
Bezugswert, einer Einrichtung zum Anwenden eines aus dem Vergleichsergebnis hergeleiteten
Kompensationsfaktors auf solche Weise auf das reaktanzabhängige Signal (ΔX), daß dieses
Signal so eingestellt wird, daß es im wesentlichen dem Bezugswert entspricht, und
einer Einrichtung (116) zum Beibehalten der Anwendung des Kompensationsfaktors, bis
die Änderung das nächste Mal simuliert wird.
65. Mechanismus nach Anspruch 64, bei dem das von der Reaktanz abhängige Signal ein Analogsignal
ist, mit einer Einrichtung (136) zum Umsetzen des Analogsignals in digitale Form,
bevor die sich ergebende Änderung erfaßt wird, einer Einrichtung (116) zum Vergleichen
der Änderung des Signals in digitaler Form mit einem digitalen Bezugswert, einer Einrichtung
(116) zum Herleiten eines digitalen Kompensationsfaktors aus dem Vergleich und einer
Einrichtung (116) zum Anwenden des digitalen Kompensationsfaktors auf die digitale
Form des reaktanzabhängigen Signals, bis die Änderung das nächste Mal simuliert wird.
66. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 65, bei dem die Frequenz (fo) des von
der Drossel (104) erzeugten schwingenden Felds ausreichend niedrig dafür ist, daß
die Richtung (Θ) der Verschiebungslinie (a-b) durch die Dicke der geprüften Münze
(10) beeinflußt wird.
67. Mechanismus nach Anspruch 66, bei dem die Frequenz (fo) ausreichend niedrig dafür
ist, daß die durch sie hervorgerufene Skineffekttiefe für das Münzmaterial größer
als ein Drittel der Dicke der Münze (10) ist.
68. Mechanismus nach Anspruch 66, bei dem die Frequenz (fo) 100 kHz oder weniger beträgt.
69. Mechanismus nach Anspruch 66, bei dem die Frequenz (fo) 35 kHz oder weniger beträgt.
70. Mechanismus nach Anspruch 66, bei dem die Frequenz (fo) 10 kHz oder weniger beträgt.
71. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 70, bei dem die Drossel (104) nur auf
einer Seite des Münzkanals (12) vorhanden ist.
72. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 55, mit einer Einrichtung (78) zum Erstellen
mehrerer Bezugsrichtungen, die jeweils von mehreren annehmbaren Münztypen abhängen,
und bei dem die Bestimmungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß sie den Bestimmungsschritt
in bezug auf die mehreren Bezugsrichtungen ausführt.
73. Mechanismus nach Anspruch 72, bei dem die Bereitstellungseinrichtung (78) so ausgebildet
ist, daß sie Repräsentationen mehrerer Bezugsverschiebungslinien bereitstellt, deren
Richtungen jeweils mehreren annehmbaren Münzarten entsprechen, und bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) so ausgebildet ist, daß sie den Bestimmungsschritt in bezug auf diese mehreren
Bezugsverschiebungslinien ausführt.
74. Mechanismus nach einem der Ansprüche 35 bis 73, mit einer Einrichtung (116) zum Ermitteln
der Richtung der Verschiebungslinie (120), die während des Durchlaufens einer Münze
(10) an der Drossel vorbei einen Extremwert erreicht, und bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) so ausgebildet ist, daß sie diese extreme Richtung verwendet.
75. Mechanismus nach Anspruch 74, bei dem die Erfassungseinrichtung (116) so betreibbar
ist, daß sie die Richtung der Verschiebungslinie (120) wiederholt auswertet, wenn
sich die Münze (10) auf einer Kante an der Drossel entlang vorbeibewegt, und sie aus
den Auswertungsergebnissen erfaßt, wann die Richtung der Verschiebungslinie (120)
einen Extremwert hat.
Patentansprüche für folgende(n) Vertragsstaat(en): GB
1. Verfahren zum Prüfen einer Münze (10) in einem Münzprüfmechanismus, bei dem eine in
den Mechanismus eingeführte Münze (10) einem von einer Drossel (104) erzeugten schwingenden
Feld unterworfen wird und die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
gemessen werden, wenn sich die Münze (10) im Feld befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene befindenden
Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts (b), wie
er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt (a) repräsentiert,
der die Reaktanz und Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze (10) repräsentiert,
einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei die Messungen zur Reaktanz
(X) und den Verlusten (R) durch ein Phasenerkennungsverfahren erfolgen.
2. Verfahren zum Prüfen einer Münze (10) in einem Münzprüfmechanismus, bei dem eine in
den Mechanismus eingeführte Münze (10) einem von einer Drossel (104) erzeugten schwingenden
Feld unterworfen wird und die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
gemessen werden, wenn sich die Münze (10) im Feld befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene befindenden
Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts (b), wie
er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt (a) repräsentiert,
der die Reaktanz und Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze (10) repräsentiert,
einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei ferner die Drossel (104)
durch eine Signalquelle (100) betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Signalquelle (100) als Konstantstromquelle
(103) arbeitet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Spannung an der Drossel (104)
zu Zeitpunkten erfaßt wird, die phasenmäßig im wesentlichen um 90° auseinanderliegen,
um jeweilige Signale herzuleiten, die die Drosselreaktanz (X) und die Verluste (R)
repräsentieren.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Winkelverschiebung (Θe) in
der Impedanzebene der Phasenerkennungsachsen (Xd, Rd) relativ zu den wahren Achsen
für die Reaktanz und die Verluste (X, R) gemessen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Winkelverschiebung (Θe) dadurch gemessen wird,
daß eine Änderung nur hinsichtlich der Reaktanz (δX) oder der Verluste (δR) der Drossel
simuliert wird, wenn sich keine Münze in deren Feld befindet, die sich ergebende Änderung
der Verlust- oder Reaktanzmessungen erfaßt wird, wie durch das genannte Phasenerkennungsverfahren
ausgeführt, und die Winkelverschiebung (Θe) aus der Beziehung zwischen der simulierten
Änderung und der erfaßten, sich ergebenden Änderung berechnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die simulierte Änderung nur hinsichtlich der Reaktanz
(δX) der Drossel (104) ausgeführt wird und die sich ergebende Änderung bei der Verlustmessung
(R) erfaßt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem die Phasenerkennungsachsen (Xd,
Rd) winkelmäßig verschoben werden, um die Winkelverschiebung (Θe) zu verringern.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem in einem Bestimmungsschritt ein
Korrekturfaktor angewandt wird, der aus der Messung zur Winkelverschiebung hergeleitet
wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Bezugsrichtung als Winkel
(Θ) in bezug auf die Reaktanz- oder Verlustachse (X, R) errichtet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Messungen zur Reaktanz und zu den Verlusten
durch ein Phasenerkennungsverfahren ausgeführt werden und der Bestimmungsschritt das
Auswerten des Winkels (Θ) der Verschiebungslinie relativ zu einer der Phasenerkennungsachsen
(X, R) beinhaltet.
12. Verfahren nach Anspruch 11 in direkter Abhängigkeit von Anspruch 9, bei dem die Anwendung
eines Korrekturfaktors das Kombinieren der gemessenen Winkelverschiebung (Θe) der
Phasenerkennungsachsen und des hergeleiteten Winkels (Θ) für die Verschiebungslinie
umfaßt.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der die Drosselreaktanz (X)
und -verluste (R) beim Fehlen einer Münze repräsentierende Punkt dadurch definiert
wird, daß die Reaktanz und die Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze
gemessen wird, und die Richtung (Θ) der Verschiebungslinie aus den Messungen bei vorhandener
Münze (b) und fehlender Münze (a) bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Messungen mit fehlender Münze jedesmal dann
ausgeführt werden, wenn eine Münze (10) geprüft wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem eine Bezugsverschiebungslinie
erstellt wird, deren Richtung in der Impedanzebene die Bezugsrichtung ist und deren
Position in der Impedanzebene dergestalt ist, daß sie sich durch den Münze-fehlt-Punkt
(a) erstreckt, und wobei der Bestimmungsschritt die Bestimmung umfaßt, ob die Münze-vorhanden-Meßwerte
zur Reaktanz (X) und den Verlusten (R) einen Punkt (b) festlegen, der im wesentlichen
auf der Bezugsverschiebungslinie liegt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Bestimmungsschritt das Herleiten
des Winkels (C) der Verschiebungslinie relativ zum Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor
(118) der Drossel (104) beinhaltet.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die Messungen zur Reaktanz und den Verlusten durch
ein Phasenerkennungsverfahren ausgeführt werden und die Herleitung das Messen des
Winkels (B) des Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektors (118) relativ zu einer Phasenerkennungsachse
(Xd), das Messen des Winkels (A) der Verschiebungslinie (120) relativ zu einer Phasenerkennungsachse
(Xd) und das Kombinieren dieser zwei gemessenen Winkel (A, B) umfaßt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, bei dem die Bezugsrichtung als Winkel
relativ zum Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor (118) der Drossel (104) in der Impedanzebene
errichtet wird.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem von der Reaktanz (X) bzw.
den Verlusten (R) der Drossel (104) abhängige Signale in einem gemeinsamen Kanal (132)
verarbeitet werden, die Differenz (ΔX) zwischen dem Münzevorhanden- und dem Münze-fehlt-Wert
des reaktanzabhängigen Signals beim Bestimmungsschritt verwendet wird und vor dieser
Verarbeitung ein Versatz (Xo) auf das reaktanzabhängige Signal (X) gegeben wird, um
dessen Wert zu dem des widerstandsabhängigen Signals (R) hin wesentlich zu verringern.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Signale vom gemeinsamen Kanal (132) zu einem
weiteren gemeinsamen Kanal (136) laufen, die Differenzen (ΔX, ΔR) zwischen den Münzevorhanden-
und Münze-fehlt-Werten sowohl des reaktanzabhängigen als auch des verlustabhängigen
Signals im Bestimmungsschritt verwendet werden und vor dem weiteren gemeinsamen Kanal
(136) ein Versatz (Xo′, Ro′) auf eines der Signale oder beide in solcher Weise gegeben
wird, daß der Münzefehlt-Wert jedes Signals nahe einem Ende des Dynamikbereichs einer
Komponente (136) des weiteren gemeinsamen Kanals liegt, um dadurch die Verwendung
des Dynamikbereichs dieser Komponente (136) zu optimieren.
21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Komponente ein A-D-Umsetzer (136) ist.
22. Verfahren zum Prüfen einer Münze (10) in einem Münzprüfmechanismus, bei dem eine in
den Mechanismus eingeführte Münze (10) einem von einer Drossel (104) erzeugten schwingenden
Feld unterworfen wird und die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
gemessen werden, wenn sich die Münze (10) im Feld befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene befindenden
Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts (b), wie
er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt (a) repräsentiert,
der die Reaktanz und Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze (10) repräsentiert,
einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei die Bezugsrichtung für
eine spezielle Münzart geeignet ist und bei dem ferner bestimmt wird, ob die Differenz
(ΔX) zwischen dem Münze-fehlt- und dem Münze-vorhanden-Wert der Reaktanz der Drossel
(104) einem Bezugswert entspricht, wie er für dieselbe spezielle Münzart passend ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem die Auswirkung einer variablen Systemverstärkung
auf die Differenz (ΔX) zwischen den Reaktanzwerten dadurch kompensiert wird, daß von
Zeit zu Zeit eine vorgegebene Änderung (δX) der Reaktanz der Drossel (104) simuliert
wird, solange sich keine Münze in deren Feld befindet, die sich ergebende Änderung
in einem von der Reaktanz abhängigen Signal erfaßt wird, das der Systemverstärkung
unterzogen wurde, die erfaßte Änderung mit einem Bezugswert verglichen wird, auf das
reaktanzabhängige Signal ein aus dem Vergleichsergebnis hergeleiteter Kompensationsfaktor
so angewandt wird, daß das Signal so eingestellt wird, daß es im wesentlichen dem
Bezugswert entspricht und die Anwendung dieses Kompensationsfaktors aufrechterhalten
wird, bis die Änderung das nächste Mal simuliert wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, bei dem das von der Reaktanz abhängige Signal ein analoges
Signal ist, wobei dieses analoge Signal vor dem Erfassen der sich ergebenden Änderung
in digitale Form umgesetzt wird, die Änderung des Kanalausgangssignals in digitaler
Form mit einem digitalen Bezugswert verglichen wird, aus dem Vergleich ein digitaler
Kompensationsfaktor hergeleitet wird und der digitale Kompensationsfaktor auf die
digitale Form des reaktanzabhängigen Signals angewandt wird, bis die Änderung das
nächste Mal simuliert wird.
25. Verfahren zum Prüfen einer Münze (10) in einem Münzprüfmechanismus, bei dem eine in
den Mechanismus eingeführte Münze (10) einem von einer Drossel (104) erzeugten schwingenden
Feld unterworfen wird und die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
gemessen werden, wenn sich die Münze (10) im Feld befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ermittelt wird, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene befindenden
Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts (b), wie
er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt (a) repräsentiert,
der die Reaktanz und Verluste der Drossel (104) beim Fehlen einer Münze (10) repräsentiert,
einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei die Frequenz (fo) des
von der Drossel (104) erzeugten schwingenden Felds ausreichend niedrig dafür ist,
daß die Richtung (Θ) der Verschiebungslinie (a-b) durch die Dicke der geprüften Münze
(10) beeinflußt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Frequenz (fo) ausreichend niedrig dafür ist,
daß die Skineffekttiefe bei ihr für das Münzmaterial größer ist als ein Drittel der
Dicke der Münze (10).
27. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Frequenz (fo) 100 kHz oder weniger beträgt.
28. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Frequenz (fo) 35 kHz oder weniger beträgt.
29. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Frequenz (fo) 10 kHz oder weniger beträgt.
30. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das schwingende Feld auf
nur einer Seite der Münze erzeugt wird.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Bestimmungsschritt in
bezug auf mehrere Bezugsrichtungen ausgeführt wird, die jeweils mehreren annehmbaren
Münzarten entsprechen.
32. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Bestimmungsschritt mindestens
dann ausgeführt wird, wenn die Richtung der Verschiebungslinie (120) während des Durchlaufs
einer Münze an der Drossel vorbei einen Extremwert erreicht.
33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem wiederholt die Richtung der Verschiebungslinie
(120) ausgewertet wird, wenn sich die Münze (10) der Kante entlang an der Drossel
(104) vorbeibewegt, und aus den Auswertungsergebnissen erfaßt wird, wann die Richtung
der Verschiebungslinie (120) einen Extremwert aufweist.
34. Münzprüfmechanismus mit einem Münzkanal (12), einer Schaltung mit einer Drossel (104),
die so ausgebildet ist, daß sie bewirkt, daß die Drossel ein schwingendes Feld im
Münzkanal (12) erzeugt, und einer Einrichtung (106 - 116), die so ausgebildet ist,
daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, wenn sich eine
Münze (10) im Feld befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116) zum Bestimmen, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene
befindenden Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts
(b), wie er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt
(a) repräsentiert, der die Reaktanz und Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze
repräsentiert, einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei diese Einrichtung,
so ausgebildet ist, daß sie die Reaktanz und die Verluste der Drossel (104) mißt,
wenn sich eine Münze in deren Feld befindet, eine Phasenerkennungsschaltung (106 -
114) beinhaltet.
35. Münzprüfmechanismus mit einem Münzkanal (12), einer Schaltung mit einer Drossel (104),
die so ausgebildet ist, daß sie bewirkt, daß die Drossel ein schwingendes Feld im
Münzkanal (12) erzeugt, und einer Einrichtung (106 - 116), die so ausgebildet ist,
daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, wenn sich eine
Münze (10) im Feld befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116) zum Bestimmen, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene
befindenden Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts
(b), wie er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt
(a) repräsentiert, der die Reaktanz und Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze
repräsentiert, einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, mit einer Signalquelle
(100), die so angeordnet ist, daß sie die Drossel (104) betreibt.
36. Mechanismus nach Anspruch 35, bei dem die Signalquelle ein Konstantstromquelle (132;
Fig. 7) ist.
37. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 36, bei dem die Phasenerkennungsschaltung
(106 - 114) so ausgebildet ist, daß sie die Spannung an der Drossel zu Zeitpunkten
erfaßt, die phasenmäßig im wesentlichen um 90° auseinanderliegen, um jeweilige Signale
herzuleiten, die die Drosselreaktanz (X) und die Verluste (R) repräsentieren.
38. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 37, mit einer Richtung (80) zum Messen
der in der Impedanzebene liegenden Winkelverschiebung der Phasenerkennungsachsen (Xd,
Rd) relativ zu den wahren Achsen für die Reaktanz und die Verluste (X, R).
39. Mechanismus nach Anspruch 38, mit einer Einrichtung (130) zum Simulieren einer Änderung
(δX) nur der Reaktanz oder der Verluste der Drossel (104), wenn sich keine Münze (10)
in deren Feld befindet, einer Einrichtung (116) zum Erfassen der sich ergebenden Änderung
der Meßwerte der Verluste oder der Reaktanz und einer Einrichtung (116) zum Berechnen
der Winkelverschiebung aus der Beziehung zwischen der simulierten Änderung und der
erfaßten, sich ergebenden Änderung.
40. Mechanismus nach Anspruch 39, bei dem die Simulationseinrichtung (130) so ausgebildet
ist, daß sie eine Änderung mit der Reaktanz (δX) der Drossel (104) simuliert, und
die Erfassungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß sie die sich ergebende Veränderung
der Verlustmessung erfaßt.
41. Mechanismus nach einem der Ansprüche 39 oder 40, bei dem die Simulationseinrichtung
(130) so ausgebildet ist, daß sie zum Spulensignal zeitweilig ein Signal summiert,
das dieselbe Frequenz wie das Spulensignal hat und mit derjenigen Komponente des Spulensignals,
die die Impedanzkomponente repräsentiert, für die die Änderung zu simulieren ist,
in Phase ist oder um 180° phasenverschoben ist.
42. Mechanismus nach Anspruch 40, mit einem Widerstandsnetzwerk (Ra-Rd), das in einem
Schaltkreis mit der Drossel (104) verbunden ist, einer Einrichtung, die die Drossel
(104) mit einem Eingang der Phasenerkennungsschaltung (106) verbindet, um die Spannung
an der Drossel (104) an die Schaltung anzulegen, und einem Kondensator (Ci), der ausgehend
von einem Punkt im Widerstandsnetzwerk (Ra-Rd) mit diesem Eingang verbunden ist, um
dadurch diesem Eingang eine Spannung zuzuführen, die um 180° gegen die Phasen der
Drosselspannung verschoben ist.
43. Mechanismus nach Anspruch 42, mit einer ersten Einrichtung (T2, Rd) zum Modifizieren
des Widerstandsnetzwerks (Ra-Rd) zum zeitweiligen Ändern der über den Kondensator
(Ci) zugeführten Spannung, um so die Reaktanzänderung zu simulieren.
44. Mechanismus nach Anspruch 43, mit einer zweiten Einrichtung (T1, Ra) zum Modifizieren
des Widerstandsnetzwerks (Ra-Rd), um jede Änderung des Drosselstroms aufzuheben, wie
sie durch den Betrieb der ersten Einrichtung (T2, Rd) hervorgerufen werden würde.
45. Mechanismus nach einem der Ansprüche 38 bis 44, mit einer Einrichtung (130) zum winkelmäßigen
Verschieben der Phasenerkennungsachsen, gemäß denen die Phasenerkennungsschaltung
(106) arbeitet, um die Winkelverschiebung zu verringern.
46. Mechanismus nach einem der Ansprüche 38 bis 45, bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) eine Einrichtung zum Anwenden eines Korrekturfaktors beinhaltet, der aus der
Messung zur Winkelverschiebung hergeleitet wurde.
47. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 46, bei dem die Drossel (104) mit einer
Frequenz betrieben wird, die von einem digitalen Signalgenerator (100) bestimmt wird.
48. Mechanismus nach Anspruch 47, mit einem Analogfilter (102), das so ausgebildet ist,
daß es das Ausgangssignal des digitalen Signalgenerators (100) filtert, bevor es an
die Drossel (104) gegeben wird.
49. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 48, mit einer Einrichtung (116) zum Errichten
der Bezugsrichtung als Winkel (Θ) bezogen auf die Reaktanzachse (X) oder die Verlustachse
(R).
50. Mechanismus nach Anspruch 49, mit einer Phasenerkennungsschaltung (106 - 114), die
so ausgebildet ist, daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104)
mißt, und bei dem die Bestimmungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß sie den
Winkel (Θd) der Verschiebungslinie (120) relativ zu einer der Phasenerkennungsachsen
(Xd, Rd) auswertet.
51. Mechanismus nach Anspruch 50 in direkter Abhängigkeit von Anspruch 46, bei dem die
Einrichtung (116) zum Anwenden eines Korrekturfaktors so ausgebildet ist, daß sie
die gemessene Winkelverschiebung (Θe) der Phasenerkennungsachsen (Xd, Rd) und den
hergeleiteten Wert (Θd) für die Verschiebungslinie kombiniert.
52. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 51, bei dem die Meßeinrichtung (116) weiter
so ausgebildet ist, daß sie die Reaktanz und die Verluste der Drossel (104) beim Fehlen
einer Münze (10) mißt, um denjenigen Punkt (6) zu errichten, der die Reaktanz und
die Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze repräsentiert, und mit einer Einrichtung
(116) zum Bestimmen der Richtung der Verschiebungslinie aus den Messungen bei vorhandener
Münze (a) und fehlender Münze (b).
53. Mechanismus nach Anspruch 52, mit einer Einrichtung, die bewirkt, daß die Meßeinrichtung
die Münze-fehlt-Messungen jedesmal dann ausführt, wenn eine Münze (10) geprüft wird.
54. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 48, mit einer Einrichtung, um für eine
Repräsentation einer Bezugsverschiebungslinie zu sorgen, deren Richtung in der Impedanzebene
die Bezugsrichtung ist und deren Position in der Impedanzebene dergestalt ist, daß
sie sich durch den Münzefehlt-Punkt (b) erstreckt, und bei dem die Bestimmungseinrichtung
8116) so ausgebildet ist, daß sie bestimmt, ob die Messungen zur Reaktanz und den
Verlusten (X, R) bei vorhandener Münze einen Punkt festlegen, der im wesentlichen
auf der Bezugsverschiebungslinie liegt.
55. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 37, bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) so ausgebildet ist, daß sie den Winkel (C) der Verschiebungslinie (120) bezogen
auf den Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor (118) der Drossel (104) auswertet.
56. Mechanismus nach Anspruch 55, mit einer Phasenerkennungsschaltung, die so ausgebildet
ist, daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, und bei
dem die Bestimmungseinrichtung (116) so betrieben werden kann, daß sie den Winkel
(B) des Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektors (118) bezogen auf eine Phasenerkennungsachse
(Xd) mißt, den Winkel (A) der Verschiebungslinie (120) bezogen auf eine Phasenerkennungsachse
(Xd) mißt und diese zwei gemessenen Winkel (A, B) kombiniert.
57. Mechanismus nach einem der Ansprüche 55 oder 56, mit einer Einrichtung zum Errichten
der Bezugsrichtung als Winkel relativ zum Münze-fehlt-Gesamtimpedanzvektor (118) der
Drossel (104) in der Impedanzebene.
58. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 57, mit einem gemeinsamen Kanal (132),
in dem von der Reaktanz (X) bzw. den Verlusten (R) abhängige Signale der Drossel (104)
verarbeitet werden, wobei die Bestimmungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß
sie die Differenz (ΔX) zwischen dem Münze-vorhanden- und dem Münze-fehlt-Wert des
reaktanzabhängigen Signals verwendet, und mit einer Einrichtung (Ci) zum Anwenden
eines Versatzes (Xo auf das reaktanzabhängige Signal, um dessen Wert wesentlich auf
denjenigen des widerstandsabhängigen Signals hin zu verringern.
59. Mechanismus nach Anspruch 58, bei dem die Signale vom gemeinsamen Kanal (132) zu einem
weiteren gemeinsamen Kanal (136) laufen, wobei die Bestimmungseinrichtung so ausgebildet
ist, daß sie die Differenz (ΔX, ΔR) zwischen den Münzevorhanden- und Münze-fehlt-Werten
sowohl des reaktanzabhängigen als auch des verlustabhängigen Signals im Bestimmungsschritt
verwendet, und mit einer Einrichtung (134) vor dem weiteren gemeinsamen Kanal (136),
die vorhanden ist, um einen Versatz an eines der Signale oder beide so anzulegen,
daß der Münze-fehlt-Wert jedes Signals nahe am Ende des Dynamikbereichs einer Komponente
(136) des weiteren gemeinsamen Kanals liegt, wodurch die Verwendung des Dynamikbereichs
dieser Komponente (136) optimiert wird.
60. Mechanismus nach Anspruch 59, bei dem diese Komponente ein A-D-Umsetzer (136) ist.
61. Münzprüfmechanismus mit einem Münzkanal (12), einer Schaltung mit einer Drossel (104),
die so ausgebildet ist, daß sie bewirkt, daß die Drossel ein schwingendes Feld im
Münzkanal (12) erzeugt, und einer Einrichtung (106 - 116), die so ausgebildet ist,
daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, wenn sich eine
Münze (10) im Feld befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116) zum Bestimmen, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene
befindenden Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts
(b), wie er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt
(a) repräsentiert, der die Reaktanz und Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze
repräsentiert, einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei diese Bezugsrichtung
für eine spezielle Münzart geeignet ist und die Bestimmungseinrichtung (116) ferner
so ausgebildet ist, daß sie bestimmt, ob die Differenz (ΔX) zwischen dem Münzefehlt-
und dem Münze-vorhanden-Wert für die Reaktanz (X) der Drossel (104) einem Bezugswert
entspricht, wie er für dieselbe, spezielle Münzart geeignet ist.
62. Mechanismus nach Anspruch 61, bei dem von der Drosselreaktanz abhängige Signale (ΔX)
durch eine Schaltung verarbeitet werden, die variierende Systemverstärkung aufweist,
die die Differenz zwischen den Reaktanzwerten beeinflußt, mit einer Einrichtung (130)
zum zeitweiligen Simulieren einer vorgegebenen Änderung der Reaktanz der Drossel (104),
wenn sich keine Münze (10) in deren Feld befindet, einer Einrichtung (116) zum Erfassen
der sich ergebenden Änderung eines von der Reaktanz abhängigen Signals, das der Systemverstärkung
unterzogen wurde, einer Einrichtung zum Vergleichen der erfaßten Änderung mit einem
Bezugswert, einer Einrichtung zum Anwenden eines aus dem Vergleichsergebnis hergeleiteten
Kompensationsfaktors auf solche Weise auf das reaktanzabhängige Signal (ΔX), daß dieses
Signal so eingestellt wird, daß es im wesentlichen dem Bezugswert entspricht, und
einer Einrichtung (116) zum Beibehalten der Anwendung des Kompensationsfaktors, bis
die Änderung das nächste Mal simuliert wird.
63. Mechanismus nach Anspruch 62, bei dem das von der Reaktanz abhängige Signal ein Analogsignal
ist, mit einer Einrichtung (136) zum Umsetzen des Analogsignals in digitale Form,
bevor die sich ergebende Änderung erfaßt wird, einer Einrichtung (116) zum Vergleichen
der Änderung des Signals in digitaler Form mit einem digitalen Bezugswert, einer Einrichtung
(116) zum Herleiten eines digitalen Kompensationsfaktors aus dem Vergleich und einer
Einrichtung (116) zum Anwenden des digitalen Kompensationsfaktors auf die digitale
Form des reaktanzabhängigen Signals, bis die Änderung das nächste Mal simuliert wird.
64. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 63, bei dem die Frequenz (fo) des von
der Drossel (104) erzeugten schwingenden Felds ausreichend niedrig dafür ist, daß
die Richtung (Θ) der Verschiebungslinie (a-b) durch die Dicke der geprüften Münze
(10) beeinflußt wird.
65. Mechanismus nach Anspruch 64, bei dem die Frequenz (fo) ausreichend niedrig dafür
ist, daß die durch sie hervorgerufene Skineffekttiefe für das Münzmaterial größer
als ein Drittel der Dicke der Münze (10) ist.
66. Mechanismus nach Anspruch 64, bei dem die Frequenz (fo) 100 kHz oder weniger beträgt.
67. Münzprüfmechanismus mit einem Münzkanal (12), einer Schaltung mit einer Drossel (104),
die so ausgebildet ist, daß sie bewirkt, daß die Drossel ein schwingendes Feld im
Münzkanal (12) erzeugt, und einer Einrichtung (106 - 116), die so ausgebildet ist,
daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, wenn sich eine
Münze (10) im Feld befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116) zum Bestimmen, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene
befindenden Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts
(b), wie er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt
(a) repräsentiert, der die Reaktanz und Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze
repräsentiert, einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, wobei die Frequenz
(fo) 35 kHz oder weniger beträgt.
68. Mechanismus nach Anspruch 67, bei dem die Frequenz (fo) 10 kHz oder weniger beträgt.
69. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 68, bei dem die Drossel (104) nur auf
einer Seite des Münzkanals (12) vorhanden ist.
70. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 53, mit einer Einrichtung (78) zum Erstellen
mehrerer Bezugsrichtungen, die jeweils von mehreren annehmbaren Münztypen abhängen,
und bei dem die Bestimmungseinrichtung (116) so ausgebildet ist, daß sie den Bestimmungsschritt
in bezug auf die mehreren Bezugsrichtungen ausführt.
71. Mechanismus nach Anspruch 70, bei dem die Bereitstellungseinrichtung (78) so ausgebildet
ist, daß sie Repräsentationen mehrerer Bezugsverschiebungslinien bereitstellt, deren
Richtungen jeweils mehreren annehmbaren Münzarten entsprechen, und bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) so ausgebildet ist, daß sie den Bestimmungsschritt in bezug auf diese mehreren
Bezugsverschiebungslinien ausführt.
72. Mechanismus nach einem der Ansprüche 34 bis 71, mit einer Einrichtung (116) zum Ermitteln
der Richtung der Verschiebungslinie (120), die während des Durchlaufens einer Münze
(10) an der Drossel vorbei einen Extremwert erreicht, und bei dem die Bestimmungseinrichtung
(116) so ausgebildet ist, daß sie diese extreme Richtung verwendet.
73. Mechanismus nach Anspruch 72, bei dem die Erfassungseinrichtung (116) so betreibbar
ist, daß sie die Richtung der Verschiebungslinie (120) wiederholt auswertet, wenn
sich die Münze (10) auf einer Kante an der Drossel entlang vorbeibewegt, und sie aus
den Auswertungsergebnissen erfaßt, wann die Richtung der Verschiebungslinie (120)
einen Extremwert hat.
74. Münzprüfmechanismus mit einem Münzkanal (12), einer Schaltung mit einer Drossel (104),
die so ausgebildet ist, daß sie bewirkt, daß die Drossel ein schwingendes Feld im
Münzkanal (12) erzeugt, und einer Einrichtung (106 - 116), die so ausgebildet ist,
daß sie die Reaktanz (X) und die Verluste (R) der Drossel (104) mißt, wenn sich eine
Münze (10) im Feld befindet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (116) zum Bestimmen, ob die Richtung (Θ) einer sich in der Impedanzebene
befindenden Verschiebungslinie (a-b), die die Verschiebung eines Münze-vorhanden-Punkts
(b), wie er durch die Meßwerte definiert wird, relativ zu einem Münze-fehlt-Punkt
(a) repräsentiert, der die Reaktanz und Verluste der Drossel beim Fehlen einer Münze
repräsentiert, einer Bezugsrichtung in der Impedanzebene entspricht, und ferner mit
einem digitalen Speicher zum Einspeichern eines Bezugswerts oder mehrerer, die, als
Zahlen in digitaler Form, die Bezugsrichtung repräsentieren.
Revendications pour l'(les) Etat(s) contractant(s) suivant(s): FR, DE, IT, ES, CH
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.
2. Un procédé selon la revendication 1, dans lequel les mesures de réactance (X) et de
perte (R) sont effectuées par un procédé de discrimination de phase.
3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant l'excitation de l'inducteur (104)
à partir d'une source (100) de signaux.
4. Un procédé selon la revendication 3, dans lequel ladite source (100) de signaux agit
comme source (103) de courant constant.
5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, 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.
6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 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.
7. Un procédé selon la revendication 6, 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.
8. Un procédé selon la revendication 7, 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.
9. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, comprenant un décalage
angulaire des axes (Xd, Rd) de discrimination de phase de manière à réduire ledit
déplacement angulaire (_e).
10. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 comprenant, dans ladite
étape de détermination, une application d'un facteur de correction dérivé de ladite
mesure de déplacement angulaire.
11. 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.
12. Un procédé selon la revendication 11, 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.
13. Un procédé selon la revendication 12, lorsqu'elle dépend indirectement de la revendication
10, 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.
14. 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).
15. Un procédé selon la revendication 14, dans lequel les mesures de pièce absente sont
prises chaque fois qu'une pièce (10) est essayée.
16. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 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.
17. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite étape
de déteimination 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).
18. Un procédé selon la revendication 17, 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).
19. Un procédé selon la revendication 17 ou la revendication 18, 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.
20. 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.
21. Un procédé selon la revendication 20, 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).
22. Un procédé selon la revendication 21, dans lequel ledit composant est un convertisseur
analogique à numérique, ou A-N (136).
23. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, 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.
24. Un procédé selon la revendication 23, 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.
25. Un procédé selon la revendication 24, 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.
26. Un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, 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.
27. Un procédé selon la revendication 26, 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).
28. Un procédé selon la revendication 26, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 100
kHz ou moins.
29. Un procédé selon la revendication 26, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 35
kHz ou moins.
30. Un procédé selon la revendication 26, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 10
kHz ou moins.
31. Un procédé selon une revendication précédente quelconque, comprenant la génération
dudit champ oscillant à partir d'une seule face de la pièce.
32. 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.
33. 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.
34. Un procédé selon la revendication 33, 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.
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 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.
36. Un mécanisme selon la revendication 35, 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.
37. Un mécanisme selon la revendication 35 ou 36, comprenant une source (100) de signaux
agencée pour exciter l'inducteur (104).
38. Un mécanisme selon la revendication 37, dans lequel ladite source de signaux est une
source de courant constant (132; Fig. 7).
39. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 36 à 38, 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.
40. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 36 à 39, 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.
41. Un mécanisme selon la revendication 40, 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.
42. Un mécanisme selon la revendication 41 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.
43. Un mécanisme selon la revendication 41 ou la revendication 42, 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.
44. Un mécanisme selon la revendication 42, 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.
45. Un mécanisme selon la revendication 44, 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.
46. Un mécanisme selon la revendication 45, 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).
47. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 40 à 46, 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.
48. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 40 à 47, dans lequel ledit
moyen de détermination (116) inclut un moyen d'application d'un facteur de correction
dérivé de ladite mesure de déplacement angulaire.
49. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 48, dans lequel l'inducteur
(104) est excité à une fréquence déterminée par un générateur (100) de signaux numériques.
50. Un mécanisme selon la revendication 49, 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).
51. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 50, 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.
52. Un mécanisme selon la revendication 51, 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.
53. Un mécanisme selon la revendication 52, lorsqu'elle dépend indirectement de la revendication
48, 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.
54. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 53, 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).
55. Un mécanisme selon la revendication 54, 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.
56. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 50, 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.
57. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 39, 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).
58. Un mécanisme selon la revendication 57, 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).
59. Un mécanisme selon la revendication 57 ou 58, 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).
60. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 59, comprenant un canal
commun (132) dans lequel des signaux qui dépendent de la réactance (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.
61. Un mécanisme selon la revendication 60, 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).
62. Un mécanisme selon la revendication 61, dans lequel ledit composant est un convertisseur
analogique à numérique, ou A-N (136).
63. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 62, 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.
64. Un mécanisme selon la revendication 63, 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 valeur 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.
65. Un mécanisme selon la revendication 64, 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.
66. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 65, 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.
67. Un mécanisme selon la revendication 66, 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).
68. Un mécanisme selon la revendication 66, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 100
kHz ou moins.
69. Un mécanisme selon la revendication 66, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 35
kHz ou moins.
70. Un mécanisme selon la revendication 66, dans lequel ladite fréquence (fo) est de 10
kHz ou moins.
71. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 70, dans lequel ledit
inducteur (104) n'est que sur une seule face du passage (12) de pièce.
72. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 55, 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.
73. Un mécanisme selon la revendication 56, 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.
74. Un mécanisme selon l'une quelconque des revendications 35 à 73, 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.
75. 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.
Revendications pour l'(les) Etat(s) contractant(s) suivant(s): GB
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.