DE4233194C2 - Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Münze akzeptierenden Münzprüfers und Eichmodul - Google Patents
Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Münze akzeptierenden Münzprüfers und EichmodulInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Eichen
eines mindestens eine Münze akzeptierenden Münzprüfers
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen
Eichmodul zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Münzprüfer hat die Aufgabe, eingeworfene Münzen auf
Eigenschaften zu untersuchen, welche die zu akzeptierenden
Münzen aufweisen sollen. Zu den Eigenschaften gehören zum
Beispiel der Werkstoff, die Abmessungen wie Dicke und
Durchmesser, die Transmission für Licht, die Ausbildung
des Prägerandes und -bildes, das Gewicht, die Härte usw.
Die Werkstoffe werden typischerweise mit induktiven Spulen
geprüft, deren Feld mit dem Material der Münze in Wechsel
wirkung tritt. Die Münzen verursachen eine typische Dämp
fung in den induktiven Sensoren, wobei das Ausmaß der
Dämpfung eine Aussage enthält über den Werkstoff bzw. die
Werkstoffzusammensetzung der geprüften Münze oder Scheibe.
Die Lichtdurchlässigkeit einer Münze oder auch das Präge
bild werden zumeist mit Hilfe optischer Sensoren geprüft.
Eine Lichtquelle bestrahlt den Rand oder die Prägefläche
der Münze, und ein lichtelektrischer Empfänger erhält das
durchstrahlte oder reflektierte Licht, um bestimmte geo
metrische Eigenschaften der Münze zu prüfen. Es ist ferner
bekannt, das Gewicht oder die Masse eingeworfener Scheiben
zu bestimmen, und zwar mit Hilfe von Wiegevorrichtungen
oder auch von Prallmessungen. Der Impuls, den ein Aufprall
einer Münze auf ein Prallelement erzeugt, ist charakteri
stisch für die Masse und damit das Gewicht der Münze.
Durch eine Aufprallmessung läßt sich auch die Härte des
Münzwerkstoffs ermitteln. Der Impulsverlauf beim Auftref
fen einer Münze auf ein Prallelement ist mithin auch Indi
kator für die Härte der Münze.
Die bekannten Münzprüfer sind bekanntlich in der Lage,
eine Reihe unterschiedlicher Münzwerte zu prüfen. Sie wei
sen einen Mikroprozessor auf mit einem programmierbaren
Speicher zur Aufnahme von mit den Meßwerten zu verglei
chenden Referenzwerten. Um Toleranzen zu begegnen, ist es
üblich, einen oberen und einen unteren Referenzwert pro
Münzwert vorzusehen, welche ein sogenanntes Annahmeband
bilden. Bevor ein Münzprüfer zum Anwender gelangt, sind
die Referenzwerte einzuspeichern nach Maßgabe des Münz
satzes, den zu überprüfen das Gerät in der Lage sein soll.
Es ist zwar denkbar, die Referenzwerte mathematisch zu er
rechnen, es zeigt sich indes in der Praxis, daß dieses
Verfahren nicht genau genug ist. Die mechanischen und
elektrischen Eigenschaften eines Münzprüfers unterliegen
ihrerseits mehr oder weniger starken, zumeist herstel
lungsbedingten Schwankungen, welche in die von der Meß
sonde abgegebenen Meßsignale Eingang finden. Es ist daher
bisher als notwendig erachtet worden, die Referenzwerte
gerätespezifisch zu ermitteln und zu programmieren.
Es ist bekannt, ein derartiges Eichverfahren mit Hilfe von
sogenannten Testmünzen durchzuführen. Ausgewählte echte
Münzen, deren zu prüfende Eigenschaften in gewünschter
Verteilung innerhalb des Annahmebandes liegen, werden in
das zu eichende Gerät eingeworfen. Mit Hilfe der gewonne
nen Meßsignale erfolgt die Ermittlung und Einspeicherung
der Referenzwerte. Da sich Testmünzen mit der Zeit ab
nutzen, müssen immer wieder neue herangezogen werden. Dies
erweist sich als umständlich und schwierig. Es ist auch
bekannt, anstelle von Testmünzen sogenannte Token zu ver
wenden, die analoge physikalische Eigenschaften aufweisen
und die eigens zu Testzwecken hergestellt werden. Verfah
ren zur Herstellung von Token sind jedoch ebenfalls ver
hältnismäßig aufwendig.
Aus der EP 0 072 189 ist ein Verfahren zum Eichen von
Münzprüfern bekanntgeworden, bei dem für einen Münzsatz
einer bestimmten Währung nur zwei Token verwendet werden,
um daraus Parametersignale zu gewinnen. Die beiden Para
metersignale charakterisieren die Koordinaten eines Meß
punktes (Winkel und Länge eines Zeiger im Zeigerdiagramm
für elektromagnetisches Verhalten). Die Parametersignale
sind ein Indikator für das gerätespezifische mechanische
und elektrische Verhalten des Münzprüfers beim Durchlauf
von Münzen, unabhängig vom Münzwert. Aus den Parametersig
nalen werden Eichfaktoren errechnet, die auf Standardrefe
renzwerte angewendet werden. Mit Hilfe eines geeigneten
Algorithmus werden die Standardreferenzwerte entsprechend
dem Eichfaktor umgerechnet zur Ermittlung der gerätespezi
fischen Referenzwerte. Diese werden dann anschließend in
den programmierbaren Speicher des Münzprüfers geladen. Das
bekannte Verfahren benötigt zwar weniger Testmünzen oder
-scheiben, kommt jedoch nicht ohne ein Minimum von Münzen
oder Scheiben aus. Als nachteilig kann sich ferner erwei
sen, daß die Referenzwerte während der Testphase in den
Speicher eingelesen werden. Bei der Produktion von Münz
prüfern ist zumeist noch nicht bekannt, für welche Währun
gen und dementsprechend für welche Münzen sie eingesetzt
werden. Es bleibt daher einem späteren Herstellungsschritt
überlassen, in der beschriebenen Art und Weise eine
Eichung des Gerätes vorzunehmen, wenn der anzunehmende
Münzsatz einer Währung bekanntgeworden ist. Es wäre daher
herstellungstechnisch weitaus günstiger, wenn das Eichen
des Münzprüfers bereits Teil des Produktionsprozesses sein
könnte.
Aus GB-Z: B.K. Steinberg u. a.: High-accuracy, simultaneous
calibration of signal measuring Systems, Meas, Sci. Tech
nol. 1 (1990), IOP Publishing Ltd. Seiten 225 bis 230 ist
bekanntgeworden, Sensoren zur Ermittlung von elektrischen
und magnetischen Feldern in der Geophysik zur Exploration
von Lagerstätten mit einer speziellen Kalibrierschaltung
zu kalibrieren. Die Kalibrierschaltung erzeugt eine Recht
eckwelle mit hoher Genauigkeit in der Amplitude und der
Frequenz. Die Kalibrierschaltung wird mit der Antenne der
Sensoren gekoppelt, um den Sensor entsprechend zu stimmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Eichen eines mindestens eine Meßsonde aufweisenden
Münzprüfers zu schaffen, mit dem ein Münzprüfer auf ein
fache und schnelle Weise ohne die Anwendung von Testmünzen
geeicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die bei einem
Münzprüfer zum Einsatz gelangenden Meßsonden mit der zu
prüfenden durchlaufenden Münze in Wechselwirkung treten.
Der Werkstoff einer Münze beeinflußt zum Beispiel das
elektromagnetische Feld eines Spulenpaares. Eine Münze
durchquert zum Beispiel ein oder zwei Lichtschranken. Mit
Hilfe der Durchquerung von zwei beabstandeten Lichtschran
ken läßt sich zum Beispiel der Durchmesser einer Münze
messen. Die Erfindung beruht ferner auf dem Gedanken, daß
die Wirkung, die eine durch den Münzprüfer laufende Münze
auf die Meßsonden ausübt, auch simuliert werden kann. Das
bei der Erfindung vorgesehene Eichmodul steht mit den Meß
sonden in Wechselwirkung und hat diejenige physikalische
Eigenschaft, auf die die Meßsonden ansprechen sollen. Mit
anderen Worten, das Eichmodul wird von dem Sensor wie eine
Münze "gesehen", ist aber keine, sondern hat nur eine
"physikalische Eigenschaft", welche der einer Münze gleicht
oder ähnelt.
Das Eichmodul wird in einer vorgegebenen Position angeord
net, was naturgemäß nicht ausschließt, daß einzelne Teile
des Eichmoduls gewisse Bewegungen ausführen können. Bei
spielsweise kann es einen Hebel enthalten, um auf eine
Waage eine definierte Kraft auszuüben. Eine Münze oder
Metallscheibe muß dagegen in dem Bereich, in dem eine
Wechselwirkung mit der Meßsensorik stattfindet, wieder
verlassen. Mithin sind Operationen mit der Münze während
des Eichverfahrens erforderlich. Ferner ist die Anzahl der
Meßwerte pro Zeiteinheit beim Einwurf von Münzen oder Me
tallscheiben durch die Aufnahmezeit im Gerät begrenzt.
Beim Eichmodul, das sich während der Eichung statisch im
Münzprüfer befindet, kann eine unendliche Anzahl von Meß
signalen erzeugt werden. Andererseits kann ein relativ
kurzes Signal erzeugt werden, das zeitlich viel geringer
ist als die Aufenthaltszeit einer Münze in der Meßsensorik,
wobei die Schnelligkeit allein von der Reaktionszeit der
Elektronik des Münzprüfers abhängt.
Mit den erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende Vorteile
verbunden:
- - Manipulationen mit Testmünzen oder -scheiben vor oder nach der Prüfung entfallen.
- - Es kann eine größere Anzahl von Meßwerten pro Zeitein heit erzeugt werden als mit Testmünzen oder -scheiben.
- - Es können mit einer einzigen Vorrichtung verschiedene Signale erzeugt werden, was eine genauere Eichung des Münzprüfers ermöglicht.
Es versteht sich, daß mit dem Eichmodul auch eine festge
legte Folge von Operationen erzeugt werden kann, die eine
entsprechende Folge von Meßsignalen erzeugt. In jedem Fall
wird aus mindestens einem Meßsignal ein für den Münzprüfer
charakteristischer Bezugswert errechnet, indem zum Bei
spiel ein aus dem Meßsignal gewonnener Eichfaktor ermit
telt wird, mit dem ein Standardbezugswert multipliziert
wird.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Simulations
abschnitt des Eichmoduls so ausgebildet, daß das von der
Meßsonde erzeugte Meßsignal in seiner Funktion von der
Zeit den zeitlichen Verlauf des von einer akzeptierbaren
Münze erzeugten Meßsignals entspricht. Das Eichmodul er
zeugt mithin ein Simulationssignal, auf das die Meßsonde
in gleicher Weise - absolut gesehen - reagiert wie bei
einer akzeptierbaren Münze. Wahlweise kann das Eichmodul
auch abgewandelte Signale erzeugen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der dem vom Simulationsabschnitt erzeugten Meßsignal ent
sprechende Meßwert im programmierbaren Speicher des Münz
prüfers gespeichert wird, daß in einem programmierbaren
Speicher einer externen Rechenvorrichtung akzeptierbaren
Münzen entsprechende Korrelationsfunktionen gespeichert
werden und die Rechenvorrichtung mittels einer der Korre
lationsfunktionen aus dem Meßwert den Referenzwert für
eine gewünschte akzeptierbare Münze errechnet und daß der
Referenzwert anschließend in den programmierbaren Speicher
des Münzprüfers eingespeichert wird.
Bei diesem Verfahren können alle Münzprüfer in der Produk
tion zunächst mit Parametersignalen programmiert werden,
welche vom Eichmodul erzeugt werden. Es findet mithin eine
Art normierter Eichung statt. In einem zweiten Arbeits
schritt, der räumlich und zeitlich vom ersten getrennt
sein kann, können die im programmierbaren Speicher gespei
cherten Werte in einen Computer eingelesen werden, der die
individuellen Referenzwerte für gültige und akzeptierbare
Münzen mit Hilfe einer Datenbank berechnet. In der Daten
bank sind die Korrelationsfunktionen gespeichert, welche
zur Umrechnung der Parametersignale auf die Referenzsig
nale dienen. Die Datenbank enthält außerdem von außen die
Informationen, welche Münzen im Münzprüfer welcher Kanal
annehmen soll, ob Annahmebereiche (Annahmebänder) weit
oder eng eingestellt werden sollen usw. Die Umrechnungsal
gorithmen können empirisch ermittelt werden. Bei dem zu
letzt beschriebenen Verfahren werden mithin alle Münzprü
fer auf identische Weise programmiert und erst im zweiten
Schritt erfolgt eine Anpassung auf den jeweiligen Münzsatz
bzw. an die jeweilige Währung.
Üblicherweise weist ein Münzprüfer mehrere Meßsonden auf.
Es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Simu
lationsabschnitt des Eichmoduls bei mehreren Meßsonden des
Münzprüfers jeweils für jede Meßsonde mindestens ein Meßsignal
erzeugt. Eine weitere Ausgestaltung sieht hierzu
vor, daß die zeitliche Abfolge der vom Simulationsab
schnitt des Eichmoduls erzeugten Meßsignale annähernd der
Zeitfolge entspricht, mit der eine Münze die Meßsonden
passiert.
Für ein Eichmodul zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß
die Konfiguration des Simulationsabschnitts im Kanalab
schnitt mit der der Meßsonde übereinstimmt. Das erfindungs
gemäße Eichmodul wird in einer vorgegebenen Position im
Kanalabschnitt festgelegt, wobei diese Position reprodu
zierbar sein muß, damit für alle Münzprüfer die gleiche
Lage erreicht wird. Der Isolationsabschnitt sieht nach
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mindestens eine
Magnetspule, vorzugsweise eine Luftspule vor zur Erzeugung
eines elektromagnetischen Feldes.
Der für die Erzeugung der Signale vorgesehene Simulations
generator ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin
dung vorzugsweise außerhalb des Kanalabschnitts angeordnet
und über elektrische Signale anschließbar.
Der Simulationsgenerator kann nach Zeit und Amplitude un
terschiedliche Signalverläufe erzeugen, zum Beispiel Sinus
welle, Rechteckwelle usw. Das Steuersignal kann amplitu
denmoduliert sein, und die Modulationszeit liegt in der
Größenordnung der Durchlaufzeit einer Münze durch das
elektromagnetische Feld der Magnetspule eines Münzprüfers.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt die Anordnung eines
Eichmoduls nach der Erfindung in einem Münzkanalab
schnitt.
Fig. 2 zeigt das Zusammenwirken von Spulen des Eichmoduls
mit denen einer elektromagnetischen Prüfsonde.
Fig. 3 zeigt perspektivisch das Eichmodul nach Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Halteplatte 10 eines nicht weiter dar
gestellten Münzprüfers gezeigt, die mit einer Laufbahn
trägerplatte 12 und einer Laufbahn 14 einen Münzkanal 16
bildet, durch den sich eingeworfene Münzen hindurchbewegen.
Dem Münzkanal 16 oder Münzkanalabschnitt sind mehrere Meß
sonden zugeordnet, von denen in Fig. 1 eine bei 18 darge
stellt ist. Sie besteht aus zwei Spulen L1 und L2, von
denen jeweils eine an der Halteplatte 10 und der Laufbahn
trägerplatte 12 angebracht ist. Es versteht sich, daß auch
eine einseitig angeordnete Meßsonde vorgesehen sein kann.
In Fig. 1 ist ferner ein flaches Gehäuse 20 eines Eichmo
duls 22 im Münzkanal 16 angeordnet. Die äußeren Abmessun
gen sind derart, daß das Gehäuse 20 mit ein wenig Spiel,
jedoch relativ passend einsetzbar ist. Nicht gezeigte
Mittel dienen dazu, das Gehäuse 20 in einer vorgegebenen
Position im Kanal 16 zu halten und zu sichern. Im Gehäuse
20 sind Luftspulen L3 angeordnet. In Fig. 1 sind zwei dar
gestellt, in Fig. 3 drei. Jede Luftspule L3 ist einem Spu
lenpaar L1, L2 zugeordnet. Sie sind mittels Leitungen 24
mit einem nicht gezeigten Simulationsgenerator verbunden.
Fig. 2 gibt das Ersatzschaltbild zweier Spulenpaare L1,
L2 mit einer Luftspule L3 wieder. Der Simulationsgenera
tor erzeugt ein Steuersignal für die Luftspulen L3, das
den Hindurchlauf einer Münze durch das elektromagnetische
Feld der Spulen L1 und L2 simuliert. Es handelt sich dabei
um ein amplitudenmoduliertes Signal, wobei die Modula
tionszeit in der Größenordnung der Durchlaufzeit der Mün
zen durch das Feld der Spulen L1 und L2 liegt. Bei den
drei Spulen L3 ist außerdem die zeitliche Abfolge der an
die einzelnen Luftspulen gelegten Signale so gewählt, daß
sie der Zeitfolge entspricht, in der die Münze die magne
tischen Sonden passiert.
Claims (11)
1. Verfahren zum Eichen eines mindestens eine Münze akzep
tierenden Münzprüfers, der mindestens eine einem Münz
kanalabschnitt zugeordnete Meßsonde, die bei einer den
Kanalabschnitt entlanglaufenden Münze ein eine physika
lische Eigenschaft der Münze repräsentierendes Meßsig
nal erzeugt, und einen programmierbaren Speicher auf
weist, in dem mindestens ein Referenzsignal speicherbar
ist zum Vergleich mit einem dem Meßsignal entsprechen
den Meßwert, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den
Kanalabschnitt (16) einführbares und darin in einer vor
gegebenen Position fixierbares Eichmodul (23) vorgese
hen ist, das mindestens einen die physikalische Eigen
schaft simulierenden Simulationsabschnitt (L3) aufweist
und das zur Erzeugung mindestens eines Referenzwertes
aus dem Meßwert mit der Meßsonde (L1, L2) in Wechsel
wirkung tritt, und daß der Simulationsabschnitt (L3)
mit einem Simulationsgenerator verbunden ist, der ein
Steuersignal auf den Simulationsabschnitt (L3) gibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls (22) so
ausgebildet ist, daß das von der Meßsonde (L1, L2) er
zeugte Meßsignal in seiner Funktion von der Zeit dem
zeitlichen Verlauf des von einer akzeptierbaren Münze
erzeugten Meßsignals entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls
(22) die physikalische Eigenschaft einer akzeptierbaren
Münze der Größe nach simuliert.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Simulationsabschnitt (L3) des Eichmoduls
(22) die physikalische Eigenschaft einer akzeptierbaren
Münze unabhängig von ihrer Größe simuliert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Simulationsabschnitt (L3) des
Eichmoduls bei mehreren Meßsonden des Münzprüfers je
weils für jede Meßsonde mindestens ein Meßsignal er
zeugt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die zeitliche Abfolge der vom Simulationsabschnitt des
Eichmoduls erzeugten Meßsignale annähernd der Zeitfolge
entspricht, mit der eine Münze die Meßsonden passiert.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der dem vom Simulationsabschnitt er
zeugten Meßsignal entsprechende Meßwert im programmier
baren Speicher des Münzprüfers gespeichert wird, daß in
einem programmierbaren Speicher einer externen Rechen
vorrichtung akzeptierbaren Münzen entsprechende Korre
lationsfunktionen gespeichert werden und die Rechenvor
richtung mittels einer der Korrelationsfunktionen aus
dem Meßwert den Referenzwert für eine gewünschte akzep
tierbare Münze errechnet und daß der Referenzwert an
schließend in den programmierbaren Speicher des Münz
prüfers eingespeichert wird.
8. Eichmodul zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Konfiguration des Simulationsabschnitts (L3) im Kanal
abschnitt (16) mit der der Meßsonde (L1, L2) überein
stimmt.
9. Eichmodul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenabmessungen so vorgesehen sind, daß es pas
send im Kanalabschnitt (16) einsitzt.
10. Eichmodul nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Simulationsabschnitt minde
stens eine Magnetspule, vorzugsweise Luftspule (L3),
zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes auf
weist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der außerhalb des Kanalabschnitts
(16) angeordnete Simulationsgenerator über elektrische
Leitungen (24) anschließbar ist.
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