Brevet FR2134628A1 — publié le 19721208

_t_ 2134628 L'invention concerne un appareil électronique de contrôle de pièces de monnaie, comprenant au moins un circuit en fenêtre de contrôle des signaux caractéristiques d'une pièce de monnaie et produits par cette dernière passant par un poste de mesure. Les appareil.s connus de ce type comprennent tous, pour la détermination des tensions mesurées, caractéristiques d'une pièce de monnaie, deux circuits en fenêtre ou davantage, constitués de seuils à dépendance logique^ sensibles à une tension (par exemple des thyristors, des déclencheurs de Schmitt, etc.)i et donnant des in-form&tions numériques. Ces circuits en fenêtre indiquent uniquement si une pièce de monnaie a produit ou non une tension tombant dans la plage adoptée d'acceptation. Us n'indiquent pas où cette tension se trouve à l'intérieur de cette plage. H est donc impossible de savoir si l'appareil de contrôle est réglé de manière optimale. 11 faudrait ob-.tenir à cet effet une statistique quantitative à l'aide de nombreuses pièces de monnaie ou il faut opérer avec plusieurs pièces limites ayant fait l'objet de mesures spécifiques. L'invention a pour objet un appareil de contrôle de pièces de monnaie qui permet de représenter la position analogique d'une pièce dans une plage adoptée d'acceptation et offre la possibilité d'avoir une "vue sur la fenêtre",par exemple à l'aide d'un oscillographe à rayons cathodiques. Le réglage de cet appareil est donc rapide et rentable^ car il est possible de suivre directement l'effet produit par chaque variation d'un diviseur de tension monté en amont de la "fenêtre" (par exemple par rotation d'un potentiomètre d'équilibrage) sur la position analogique de la mesure effectuée sur une pièce à l'intérieur de la plage d'acceptation. L'expérience montrant que l'étendue optimale d'une plage d'acceptation ("largeur de la fenêtre") ne doit être déterminée qu'une seule foisj le réglage de l'appareil de contrôle selon l'invention à l'aide d'une unique pièce moyenne ayant subi le test des mesures suffit. Selon une particularité essentielle d'un appareil selon l'invention de contrôle de pièces de Monnaie, le circuit en fenêtre comprend deux montages limiteurs de cette dernière, dont l'un au moins est constitué en amplificateur d'une partie du signal de mesure pénétrant dans cette fenêtre. Dans le cas le plus simple, le montage amplificateur, limiteur de fenêtre^ peut être constitué par un transistor unique, dont la commutation est utilisée dans la plage comprise entre la satu- 72 15125 - 2 - 2134628 ration et le blocage ou inversement, donc dans la plage dite de travail . Le second montage limiteur de la fenêtre et formant le seuil limitant cette dernière de l'autre côté peut être réalisé en 5 principe de manière quelconque. Le montage amplificateur à seuil pourrait aussi être en principe utilisé pour lui-même s'il était possible de faire en sorte qu'il puisse distinguer non seulement deux états de commutation, par exemple les tensions du signal de mesure au-dessus et au-dessous 10 de la limite de la fenêtre, mais qu'il puisse en distinguer trois: les tensions au-dessus de, dans et au-dessous de la fenêtre. Selon un mode de réalisation qui n'a jamais été suggéré dans l'art antérieuri cette distinction pourrait s'effectuer en principe par superposition d'une tension haute fréquence de faible 15 amplitude à la tension proprement dite redressée de mesure^ le transistor n'amplifiant que cette tension superposée. Ce mode de réalisation est cependant en principe fonction de la fréquence et il a l'inconvénient d'être instable. Il n'est donc pas applicable. De plus j le second redresseur nécessaire en série le rend plus coûteux que le circuit de 20 l'invention. H est en outre inutilisable aux basses fréquences pour une mesure de pièces de monnaie en mouvement. Donc, conformément à l'invention, un transistor inséré par exemple dans le montage amplificateur à seuil amplifie la valeur de crête du signal redressé de mesure qu'il reçoit et auquel aucune haute fréquence n'est superposée, son 25 amplification étant réglée en fonction de la largeur adoptée de la fenêtre (par exemple par contre-réaction). Ce transistor ne délivre aucun signal si la tension de mesure culmine au-dessus de sa plage de travail. Par contre lorsque la tension de mesure tombe dans 30 la plage de travail du transistor^ la tension au co3J.ecteur est caractéristique de la pièce de monnaie et peut être captéeJ mémorisée ou., utilisée pour l'information du type à impulsions. Le transistor ne réagit cependant pas différemment lorsque la tension de mesure tombe au-dessous de la plage adoptée d'ac-35 ceptation. Le transistor ne peut pas faire la distinction entre les deux derniers états de commutation, car il ne pe\it contrôler que la limite supérieure d'une fenêtre adoptée, mais non pas aussi la limite inférieure, selon une caractéristique do l'invention. Un second seuil contrôle donc la limite inférieure HO de la fenêtre. H. pourrait aussi consister, en principe, en un unique 72 15126 - 3 - 2134628 transistor. L'unique transistor amplificateur pourrait aussi être remplacé avantageusement dans .le cadre de l'invention par un comparateur ou un amplificateur opérationnel ou analogue, par exemple-5 pour augmenter la stabilité en température. Le second seuil est aussi réalisé de préférence de cette manière dans les circuits très stables. L'invention a la particularité que le circuit à fenêtre fonctionnant en amplificateur a 1*avantage essentiel suivant sur tous les autres circuits connus en fenêtre d'appareils de contrôle 10 de pièces de monnaie formés de circuits bistables à seuil : comme expliqué plus haut, le collecteur du transistor amplificateur délivre une courbe de tension caractéristique d'une pièce de monnaie et directement proportionnelle à la pénétration d'une tension de mesure dans la plage de la fenêtrej et donc il donne une information directe sur 15 le réglage plus ou moins optimal de la fenêtre par rapport à un signal de mesure caractéristique d'une pièce de monnaie. En effet^ le circuit de l'invention inhibe la partie de la courbe totale d'amortissement qui se trouve à l'extérieur de la fenêtre adoptéej car elle est dans le domaine de saturation ou 20 de blocage du transistor amplificateur,et il ne représente que le sommet extrême de la courbe d'amortissement qui forme l'essentiel de l'information de la mesure^ mais en l'amplifiant. XL est très facile de représenter ce signal amplifié, caractéristique d'une pièce de monnaie, éventuellement avec in-25 terposition d'un transistor de découplage^ enprovoquant par exemple une charge anano^.lque d'un' condensateur de mesure au moyen de ce signal amplifié. lorsque le signal quitte la plage de la fenêtreJ le second seuil du circuit coupe directement ou indirectement le tran-30 sistor d'amplification et décharge le condensateur de mesure. Le circuit en fenêtre de l'appareil de contrôle de pièces de monnaie selon l'invention a encore un autre avantage sur les circuits connus : il faut que les deux limites de la fenêtre soient réalisées de manière qu'elles soient absolues et très stables l'une 35 vis-à-vis de l'autre pour la détection de mesures exactes et très voisines. Le circuit en fenêtre de l'appareil de l'invention n'exige cependant cette exactitude qus du montage crxlificateur de la limite supérieure et non pas de celui de la limite inférieure.Celui-ci reçoit en effet déjà une tension amplifiée et donc son tau;-", d' inexactitude peut cor-40 respondre à celui de l'amplification lorsque 1*exactitude que la mesure 72 15126 2134628 doit avoir doit être la même pour les deux systèmes. Il suffit donc, en général, que soui le montage du seuil supérieur soit réalisé en comparateur ou amplificateur opérationnel. H faut cependant noter que le second montage à seuil de la fenêtre peut aussi recevoir un signal 5 non amplifié dans le cadre de l'invention. Finalement, la largeur à laquelle la fenêtre du montage de l'invention est réglée est indifférente dans le cadre de l'invention. Ce réglage peut s'effectuer par exemple par celui d'un diviseur correspondant de tension^ notamment au moyen d'un potentio-10 mètre d'équilibrage, mais, selon une autre particularité avantageuse de l'invention^ il est aussi possible de faire varier le réglage de l'amplification du montage correspondant à seuil en fonction du genre particulier des pièces de monnaie sur lesquelles les mesures portent. Cette disposition est particulièrement avantageuse 15 pour le contrôle de plusieurs plages de mesure, donc pour les appareils de contrôle de plusieurs types de pièces de monnaie. H est en effet possible alors de maintenir le niveau de limitation de manière connue à une valeur constante et unitaire pour toutes les fenêtres et ainsi l'excursion du signal de sortie destiné aux appareils analogi-20 ques d'affichage et/ou de dépouillement est normalisée malgré d'éventuelles différences de largeur de fenêtre ; ainsi^ par exemple, lorsqu'il s'agit d'instruments à aiguille, les plages d'acceptation ou déflexions limites sont les mêmes pour toutes les plages de mesure (types de pièces de monnaie). 25 L'invention sera décrite plus en détail à titre d'exemples non limitatifs en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente les courbes d'amortissement de deux pièces "fausses" et d'une "bonne" pièce au-dessous de l'amplitude correspondant au circuit ouvertj et illustre la plage adoptée 30 d'acceptation pour la "bonne" pièce ; la figure 2 représente la plage d'acceptation de la figure 1 à échelle agrandie j ainsi que d'autres courbes caractéristiques de "bonnes" pièces, ces courbes résultant de dispersions dues à des facteurs classiques ; 35 la figure 3 est un schéma de principe du circuit à fenêtre d'un exemple de réalisation d'un appareil de contrôle de pièces de monnaie selon l'invention et représente les montages déteimi-nant les limites supérieure (montage amplificateur) et inférieure de la fenêtre ; et ^0 les figures 4 à 9 représentent différents signaux 72 15126 - 5 - 2134628 de mesure. L'amplitude correspondant au circuit ouvert porte la référence 1 et la base, la référence 2 sur la figure 1. la plage d'acceptation d'une pièce déterminée de monnaie porte la référence 3 5 et les deux limites de la fenêtre, les références 31 et 32. La référence 40 représente la courbe d'une pièce à amortissement trop faible^ donc fausse^ la référence 60 désigne une courbe d'une pièce à trop fort amortissement et la courbe 50 représente l'amortissement caractéristique d'une "bonne"pièce de monnaie. 10 La figure 2 représente à échelle agrandie, avec les mêmes références, la partie de la figure 1 correspondant à la fenêtre. Les références 51, 52, 53j 5^ et 55 désignent d'autres courbes d'amortissement tombant dans la plage d'acceptation et correspondant à différentes "bonnes"pièces. 15 Les circuits connus à fenêtre indiquent aussi que toutes ces mesures sont "bonnes". Mais les appareils connus de contrôle de pièces de monnaie ne peuvent pas donner la position exacte de chaque courbe individuelle d'amortissement à l'intérieur de la plage 3 d'acceptation. La figure 2 représente une courbe idéale d'amortissement à 20 l'intérieur de la fenêtre et les courbes extrêmes 51 et 55 sont sensiblement à la même distance des limites de cette fenêtre. Une dérive produite par la température ou une temporisation dispose des deux côtés de la même marge de sécurité. Un circuit classique à fenêtre serait incapable de montrer que la courbe 51j Pa*" exemple^ pénètre à peine 25 dans la fenêtre. Une très faible dérive due à la température pourrait donc avoir pour conséquence que toutes les bonnes pièces r.e seraient plus certainement acceptées à 100 II faudrait effectuer uns statistique quantitive compliquée incluant des essais à différentes températures pour éliminer cette incertitude dans les appareils antérieurs antérieurs 30 de contrôle de pièces de monnaie. la référence 4 désigne sur la figure 3 la tension de service, la référence 5, la masse (pôle négatif), la référence 6 désigne l'entrée du signal éventuellement préamplifié du capteur de mesure, la référence 7 désigne le transistor d'amplification du montage 35 fixant la limite supérieure 31 de la fenêtre, la référence 8 désigne la résistance d'entrée du montage et la ï'sférence 9s la résistance du collecteur. Le rapport de la résistance 9 à la résistance 8 détermine en première approximation le taux d'amplification. Le potentiomètre 10 d'équilibrage permet de régler la position en tension du montage 40 amplificateur de la limite supérieure 31 de la fenêtre du signal d'en 72 15126 2134628 trée. La sortie 11 du collecteur donne différentes informations selon la grandeur du signal d'entrée de mesure : La référence 20 désigne sur la figure 4 la tension de service qui constitue également la limite supérieure de la fenêtre 5 (blocage du transistor 7). La référence 21 désigne la limite inférieure de la fenêtre qui peut être réglée à l'aide du potentiomètre 12 d'équilibrage ou éventuellement par un diviseur fixe de tension. La figure 4 montre que le transistor 7 reste bloqué. Lorsque les pièces de monnaie sont "bonnes", le signal d'entrée appli-10 que au conducteur 6 est suffisamment bas pour que le transistor 7 soit amené dans sa plage de travail, et ceci dans un rapport analogique à la grandeur du signal d'entrée (figure 5) • Lorsqu'une fausse pièce provoque un amortissement trop fort faisant tomber la tension de mesure au-dessous de la plage 15 adoptée d'acceptation (figure 6), le circuit base-émetteur du transistor 13 devient conducteur et la tension du collecteur du transistor 7 ne peut pas tomber plus bas que celle déterminés par le potentiomètre 12 . Il est admis dans cet exemple que la résistance 12 a une valeur négligeable par rapport à celle de la résistance 9. Par 20 ailleurs, il n'est pas tenu compte de la tension de seuil du circuit base-émetteur du transistor 13(. H en résulte en principe la forme de courbe représentée sur la figure 6. Lorsque le circuit base-émetteur du transistor 13 est conducteurJ le courant correspondant passant par le collecteur pro-25 voque aux bornes de la résistance 14 une chute de tension représentée sur la figure 7» Lorsque la tension de mesure ne tombe pas jusqu'à la limite inférieure de la fenêtre^ aucun signal n'apparaît sur le conducteur 15 (figure 8). Le signal de la figure 7 peut être alors utilisé 30 de manière connue, soit par un enchaînement logique direct, soit par un enchaînement logique inverse pour faire décroître ou inhiber le pouvoir de coupure du premier montage amplificateur de limitation de la fenêtre. Le schéma no représente pas l'enchaînement logique. En cas d'enchaînement logique inverseJ le signal passant par le conducteur 35 11 suivrait la courbe représentée sur la figure 9. Le signal analogique et amplifié de mesure apparaissant au collecteur du transistor 7 peut être capté par le conducteur 16 et donner une information qualitative. Eh présence de plusieurs plages de mesure, c'est-40 à-dire de plusieurs' circuits on fenêtre, les émetteurs de tous les 72 15126 2134628 transistors 13 sont très avantageusement connectés à la même tension de référence et la tension de service est branchée sur un appareil de mesure (ou de réglage), ces tensions servant de référence pour 1*équilibrage au point neutre ou à la déflexion maximale. Le circuit de la figure 3 amplifiant aussi la plage 3 d'acceptation représentée sur la figure 1, par exemple de 200 millivoltsj à une plage de par exemple 5 Volts, la position du signal de mesure à l'intérieur de cette plage d'acceptation peut être observée exactement et simplement. Les exemples décrits se rapportent au contrôle de tensions décroissantes de mesure pour lesquelles le montage de la limite supérieure de la fenêtre répond en premier et ensuite le montage de la limite inférieure de cette fenêtre répond éventuellement. Ces montages peuvent répondre inversement en cas de tensions croissantes de mesure lors du contrôle des pièces de monnaiej tout en restant dans le cadre de l'invention. IL va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté^ sans sortir du cadre de l'invention. 72 15126 2134628 REVENDICATIONS 1. Appareil électronique de contrôle de pièces de monnaie, comprenant au moins un circuit en fenêtre de contrôle de signaux caractéristiques d'une pièce de monnaie produits par le passage de cette dernière à un poste de mesure^ caractérisé en ce que ledit circuit à fenêtre comprend deux montages limiteurs de cette dernièrei dont au moins l'un est constitué en amplificateur de la partie du signal de mesure pénétrant dans la fenêtre. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage limiteur de fenêtre constitué en amplificateur comprend un transistor^ dont l'amplification est utilisée dans la plage comprise entre la saturation et le blocage ou inversement^ c'est-à-dire dans sa plage de travail. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un circuit comparateur provoque l'amplification du montage limiteur de fenêtre constitué en amplificateur. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un amplificateur opérationnel produit l'amplification du montage limiteur de fenêtre constitué en amplificateur . 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second montage limiteur de fenêtre inhibe directement ou indirectement le premier montage amplificateur limiteur de fenêtre s'il est attaqué. 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux montages limiteurs de fenêtre reçoivent le signal proprement dit de mesurej par exemple préamplifié. 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que seul le montage limiteur de fenêtre à amplification reçoit le signal proprement dit de mesure et le second montage limiteur de fenêtre .analy.se le signal analogique amplifié par le premier montage . 8. Appareil selon l'une des revendications 6 et 7> caractérisé en ce qu'en présence de plusieurs plages de mesure^ c'est-à-dire de plusieurs plages d'acceptation de pièces de monnaiele ou les montages limiteurs de fenêtre constitués en amplificateurs sont réglés à des amplifications différentes^ de manière qu'ils produisent une excursion normalisée du signal de sortie pour chaque plage de mesure malgré les différences de largeurs de fenêtre. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 et 72 15126 _ 9 - 2134628 8, caractérisé en ce que la tension de limitation du montage déterminant la limite inférieure de la fenêtre ouj en présente de plusieurs circuits à fenêtre, la tension commune de limitation sert de tension de référence pour l'équilibrage au point neutre et/ou de la déflexion maximale d'un appareil réglable de mesure devant être raccordé à l'appareil de contrôle.