專利名稱：硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種利用壓力傳感器測(cè)量各類硬幣數(shù)量的系統(tǒng)，可應(yīng)用大量硬幣數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)快速金額計(jì)算。
背景技術(shù)：
在銀行、小額收費(fèi)較多的地方，時(shí)常會(huì)需要清點(diǎn)大量的硬幣。如果通過(guò)單純的數(shù)個(gè)數(shù)的方式，會(huì)消耗大量的人力、物力，效率極其低下。I角之類的硬幣質(zhì)量很輕，但是都有明確的重量，像1992年發(fā)行的第四套人民幣I角硬幣材質(zhì)為鋁鎂合金，直徑22.5_，重量為
2.20g ；2000年發(fā)行的I角硬幣材質(zhì)為鋁合金，直徑19毫米，重量1.15g。2005年發(fā)行的I角硬幣發(fā)行材質(zhì)為不銹鋼，直徑19毫米，重量3.20g ;但市場(chǎng)上目前缺乏用于大量硬幣統(tǒng)計(jì)的成熟方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)測(cè)量裝置。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)測(cè)量裝置，包括系統(tǒng)支架，壓力傳感器、傳感器固定螺母，硬幣托盤和系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置。硬幣托盤通過(guò)固定裝置固定于壓力傳感器的一端，壓力傳感器的另一端通過(guò)傳感器固定螺母固定于系統(tǒng)支架上，同時(shí)壓力傳感器的電源端及信號(hào)輸出端連接到系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置，系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置固定在系統(tǒng)支架之上；系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置上有硬幣數(shù)量顯示區(qū)域和功能按鍵區(qū)域。所述的系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置包括處理器系統(tǒng)、信號(hào)放大電路、AD測(cè)量電路、顯示屏、功能按鍵、供電電源。壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接到信號(hào)放大電路的輸入端，信號(hào)放大電路的輸出端連接到AD測(cè)量電路的輸入端，AD測(cè)量電路的輸出端與處理器系統(tǒng)連接；功能按鍵輸出端連接到處理器系統(tǒng)，通過(guò)使用功能按鍵選擇需要測(cè)量硬幣的類型，顯示屏連接到處理器系統(tǒng)；供電電源給系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置供電。所述的信號(hào)放大電路包含差分運(yùn)放，所述的AD測(cè)量電路由16位AD芯片及其外圍電路組成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量硬幣數(shù)量的快速統(tǒng)計(jì)，并且根據(jù)實(shí)際情況用戶可以選擇不同類型的硬幣統(tǒng)計(jì)功能，節(jié)約了大量的人力和時(shí)間。


圖1為硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)裝置結(jié)構(gòu)示意 圖2為硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì) 裝置核心測(cè)量控制模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)測(cè)量裝置，包括系統(tǒng)支架1，高精度壓力傳感器2、傳感器固定螺母3，硬幣托盤4，系統(tǒng)核心控制測(cè)量裝置5，硬幣數(shù)量顯示區(qū)域6，功能按鍵區(qū)域7。托盤通過(guò)固定裝置固定于傳感器的一端，傳感器另一端固定于支架上，同時(shí)傳感器的電源端及信號(hào)輸出端連接到系統(tǒng)核心控制測(cè)量裝置，系統(tǒng)核心控制測(cè)量裝置固定于支架之上。系統(tǒng)核心控制測(cè)量裝置上有硬幣數(shù)量顯示區(qū)域和功能按鍵區(qū)域。硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)裝置核心測(cè)量控制模塊如圖2所示，包括處理器8、傳感器9，信號(hào)放大電路10、AD測(cè)量電路11、顯示屏12、功能按鍵13、電源14等組成。傳感器的信號(hào)輸出端連接到信號(hào)放大電路的輸入端，信號(hào)放大電路的輸出端連接到AD測(cè)量電路的輸入端，AD測(cè)量電路的輸出端與處理器連接。功能按鍵輸出端連接到處理器，顯示屏連接到處理器。電源給整個(gè)系統(tǒng)供電。本發(fā)明的工作原理為:壓力傳感器的一端固定在支架上，另一端懸空并固定一個(gè)托盤。當(dāng)硬幣放在托盤上，壓力傳感器上的應(yīng)變片發(fā)生形變，產(chǎn)生電壓信號(hào)，微弱的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大電路放大，再給AD轉(zhuǎn)換電路，并將信息傳給處理器。經(jīng)過(guò)計(jì)算后，處理器將最佳硬幣數(shù)量結(jié)果顯示在顯示屏上。用戶可以通過(guò)功能按鍵對(duì)電子秤進(jìn)行功能選擇和初始的調(diào)零。系統(tǒng)的供電由干電池提供，沒(méi)有紋波，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。整個(gè)系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單可靠，擴(kuò)展性好，具有很高的性價(jià)比。本系統(tǒng)的工作過(guò)程如下:
1、工作模式
顯示部分主要顯示當(dāng)前測(cè)量硬幣的類型，測(cè)得的總重量，硬幣的個(gè)數(shù)?？梢允褂霉δ苕I對(duì)硬幣類型進(jìn)行切換，可以選擇I元硬幣，5角硬幣和I角硬幣。默認(rèn)為I元硬幣。若空載時(shí)顯示的總重量不為零時(shí)可以使用功能鍵進(jìn)行調(diào)零。2、信號(hào)放大和測(cè)量
在一般情況下，壓力傳感器產(chǎn)生的信號(hào)電壓為mV級(jí)以下，因此需經(jīng)過(guò)放大電路進(jìn)行放大，經(jīng)過(guò)濾波和電壓跟隨器的阻抗變換，輸入到AD的電路的輸入端。3、系統(tǒng)的功耗
系統(tǒng)采用干電池供電，為AD轉(zhuǎn)換提供了高精度的基準(zhǔn)電源，提高AD轉(zhuǎn)換的精度。同時(shí)系統(tǒng)采用了超低功耗微處理器，當(dāng)待機(jī)超過(guò)一定時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)工作于低功耗模式，可延長(zhǎng)系統(tǒng)工作時(shí)間。4、參數(shù)計(jì)算
I)、測(cè)量的重量計(jì)算
壓力傳感器輸出的信號(hào)為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大和測(cè)量，得到的是一個(gè)較大的電壓值。在計(jì)算中需將電壓值轉(zhuǎn)換為重量，轉(zhuǎn)換公式如式1:O= Vref xaxkxn-^ 65536 (I)
式中，G為總重量，a為AD電路測(cè)量的數(shù)值，K球?yàn)锳D轉(zhuǎn)換參考電壓，k為壓力傳感器系
數(shù)，η為信號(hào)放大的倍數(shù)。2)、硬幣個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)
在大量硬幣時(shí)，存在不同版本的硬幣種類，重量不同，因此在測(cè)量前，應(yīng)先將硬幣進(jìn)行分類，因?yàn)楦饔矌诺姆N類非常好區(qū)分，越早版本的硬幣數(shù)量也越少，因此是非常好區(qū)分的。得到硬幣的總質(zhì)量后，根據(jù)單個(gè)質(zhì)量可以得出硬幣數(shù)量，轉(zhuǎn)換公式如下:
N 二 G 七 m(2)
其中G為總重量，m為要測(cè)硬幣的單個(gè)重量，N為硬幣個(gè)數(shù)。m需要根據(jù)測(cè)量硬幣的類型進(jìn)行改變。4、數(shù)據(jù)處理
壓力傳感器并不是完全的線性元件，在實(shí)際數(shù)據(jù)采樣過(guò)程中，會(huì)有較大的誤差，對(duì)采集的數(shù)據(jù)用最小二乘 法進(jìn)行多次線性歸回，將得相應(yīng)的結(jié)果。最小二乘法公式為:a= (ΝΣχγ-ΣχΣγ)/(ΝΣχ~2_(Σχ) "2)
b=y (平均)_a*x (平均)(3)。
權(quán)利要求
1.硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)測(cè)量裝置，包括系統(tǒng)支架，壓力傳感器、傳感器固定螺母，硬幣托盤和系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置，其特征在于: 硬幣托盤通過(guò)固定裝置固定于壓力傳感器的一端，壓力傳感器的另一端通過(guò)傳感器固定螺母固定于系統(tǒng)支架上，同時(shí)壓力傳感器的電源端及信號(hào)輸出端連接到系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置，系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置固定在系統(tǒng)支架之上；系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置上有硬幣數(shù)量顯示區(qū)域和功能按鍵區(qū)域； 所述的系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置包括處 理器系統(tǒng)、信號(hào)放大電路、AD測(cè)量電路、顯示屏、功能按鍵、供電電源； 壓力傳感器的信號(hào)輸出端連接到信號(hào)放大電路的輸入端，信號(hào)放大電路的輸出端連接到AD測(cè)量電路的輸入端，AD測(cè)量電路的輸出端與處理器系統(tǒng)連接；功能按鍵輸出端連接到處理器系統(tǒng)，通過(guò)使用功能按鍵選擇需要測(cè)量硬幣的類型，顯示屏連接到處理器系統(tǒng)；供電電源給系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置供電； 所述的信號(hào)放大電路包含差分運(yùn)放，所述的AD測(cè)量電路由16位AD芯片及其外圍電路組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硬幣數(shù)量統(tǒng)計(jì)測(cè)量裝置。本發(fā)明包括系統(tǒng)支架，壓力傳感器、傳感器固定螺母，硬幣托盤和系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置。硬幣托盤通過(guò)固定裝置固定于壓力傳感器的一端，壓力傳感器的另一端通過(guò)傳感器固定螺母固定于系統(tǒng)支架上，同時(shí)壓力傳感器的電源端及信號(hào)輸出端連接到系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置，系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置固定在系統(tǒng)支架之上；系統(tǒng)核心測(cè)量控制裝置上有硬幣數(shù)量顯示區(qū)域和功能按鍵區(qū)域。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量硬幣數(shù)量的快速統(tǒng)計(jì)，并且根據(jù)實(shí)際情況用戶可以選擇不同類型的硬幣統(tǒng)計(jì)功能，節(jié)約了大量的人力和時(shí)間。
文檔編號(hào)G07D9/00GK103247103SQ20131020081
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者趙偉杰, 科若維 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)