电涡流式钞票厚度检测传感器设计

首先，通过人工测量的方法得到传感器输出电压VS和检测距离(金属片到传感器的距离)的关系曲线。设基准电压的调节范围为Vbmin～Vbmax，Vo的变化范围为Vomin～Vomax，且Vo=(Vs-Vb×G，G为放大倍数。实际使用时，要给Vo预留上下变化的范围，要求没有钞票时Vo= Vomax/2。调节金属片到传感器的距离D，使Vs在Vbmin+Vomax/2/G到Vbmin+Vomax/2/G之间变化，得到传感器输出电压Vs和检测距离的关系曲线，如图4所示。该关系曲线存储在CPU的非易失存储器中。该关系如表1所示。

实际测量前，先对厚度组件进行校准，得到当前工作点的K值Kw。然后CPU根据当前基准电压Vb和比较放大输出Vo的值，可以计算出当前Vs值Vsw=Vo/G+Vb，CPU通过查找内部存储的关系曲线，计算出Vsw点的斜率Bw。假设Vsw处于Vs1和Vs2之间，那么Bw=(Vs2-Vs1)/(D2-D1)。

实际测量时，同样根据基准电压Vb和比较放大输出Vo的值，可以得出当前的Vs值Vsv。查表计算出Vsv点的斜率Bv，那么当前的K值Kv=Bv ×Kw/Bw。即实现对K值的非线性修正。

5 结束语

该传感器通过引入CPLD分频，采用门电路驱动等方法，抛弃了复杂的高频振荡电路和功率放大电路，具有稳定性好、电路简单、成本低等优点。采用特别的非线性修正方法和校准方法，具有机械误差容忍度好、检测范围大等优点，可以适用于ATM机和纸币清分机等要求小体积、低成本的场合。