人民币纸币识别技术简述(2)
2012-01-04来源: 作者:Admin阅读:次
磁敏传感器是把磁学物理量转换成电信号的传感器,广泛应用于自动控制、信息传递、电磁测量、生物医学等各个领域。磁敏传感器主要用于检测磁场。目前,主要的半导体磁敏传感器:主要有霍尔效应传感器(Hall effect sensor)、半导体磁敏电阻(Semiconductive magneto-resistor)、磁敏二极管(Magnet-diode)、载流子畴磁强计(Carrier domain magenetometer)等。
在纸币磁性识别技术中,我们常采用半导体磁敏传感器。对运动中的纸币做磁场检测,此类传感器性能优良,能检测从10-7 T~25T的磁场,有效工作容积小,空间与分辨率和时间分辨率极高。它们的工作频率高,可达1MHz,频率很宽,可检测从恒定磁场到1MHz的磁场,线性度也很好,可达0.1%,且稳定性良好,可靠性高。
利用半导体磁敏传感器,锑化铟(InSb)磁阻传感器进行货币弱磁信号的检测,已取得了成功,例如在磁性油墨鉴伪点钞机中已能很好地鉴别货币的真伪。InSb磁阻传感器是用锑化铟材料制作的半导体磁敏元件,当在该元件的磁敏表面上施加磁通量时,则可使其电阻发生变化。 磁性油墨识别传感器用两只具有上述特性的磁阻元件 RM1,RM2串联而成,然后施加一定的直流工作电压Ue和特定磁场B,当外磁场接近两个磁阻元件之一时,则在该元件上产生磁通增量△φ致使输出电压Urm2发生变化,由于该传感器输出的信号比较微弱,因此设计了低噪声信号处理电路,本电路是用脉冲计数方式获取磁性油墨信号的。该系统由磁敏传感器电桥、低噪声放大器、二阶带通滤波器、信号倍率电路、比较器、自适应比较电平、微机接口和传感器直流恒压电源组成。该电路可以在很大程度上提高信噪比。有源带通滤波器的通频带是根据机器输送钞票的速度和钞票上的磁性油墨图文密度来决定。首先根据工频干扰电源波纹的要求确定该滤波器的低端截止频率,滤波器高频截止频率由机器的点钞速度 和每张钞票上产生的磁脉冲个数决定,所以可采用二阶有源带通滤波器;但对于滤波器通频带内的干扰,靠滤波也是无法解决的。若在滤波器之后增加一级无死区小信号整流电路,即将负半周信号(包括磁信号和干扰信号)都转至正半周,则可获得信号脉冲倍率的效果。由于干扰脉冲数总少于磁性油墨信号脉冲数,且磁性油墨信号均为正负极性,而干扰脉冲多为单极性脉冲,经整流电路倍率后,其差值增大,这样可区分磁性油墨信号和干扰信号,倘若没有倍率电路那就很难区分了。
自适应信号电平比较器的比较电平的设置是提取计数磁信号脉冲的关键。比较电平的设置原则是既要高于环境噪声电平,又要尽可能地少损失磁性油墨信号,该系统采用一种根据噪声电平自动确定比较电平的方法。比较电平由微处理器产生的调宽脉冲均值检波产生,其电平幅度正比于调宽脉冲占空比。开机后,由微处理器控制比较电平由高向低变化,同时读入比较器的输出状态。当比较器输出出现翻转时,此时的比较电平即为噪声电平,为了可靠起见,将该电平适当增加一个可靠的系数,并将其确定为比较器的信号比较电平。由此可见,信号比较器电平是随噪声电平变化而变化的,且可以保证不会出现噪声电平高于信号电平的现象。这样也就保证了鉴伪点钞机的工作可靠性。
相对来说,磁性识别对环境要求较高,而且纸币都必须在远的状态中进行检测。外加交流磁场,交、直流电机以及高频信号对其都有一定干扰,因此在使用过程中必须做好屏蔽措施。磁性识别技术由于半导体技术的飞速发展,因此在纸币识别中被广泛运用。在纸币识别技术中占
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