一种硬标签插磁数字量控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种硬标签插磁数字量控制电路及其控制方法，控制电路包括控制单元、信号源单元、补偿电容单元、敏感探头、精密电阻R1、过零比较器、边沿D触发器。本发明专利技术采用单线圈探头设计，结构简单，安装调试方便，采用基于相位变化特性感知硬标签谐振频率变化，有效解决了以幅值变化为控制信号，硬标签与检测探头互感系数M随插磁变化而造成控制精度受影响的不足；本电路中控制信号是开关信号，控制方法程序设计简单，有效地提高了插磁装置硬标签生产谐振频率控制精度。

A digital control circuit and its control method for inserting magnetic field with hard label

【技术实现步骤摘要】
一种硬标签插磁数字量控制电路及其控制方法
：本专利技术属于商品防盗硬标签生产加工
，具体是涉及一种硬标签插磁数字量控制电路及其控制方法。
技术介绍
：在电子商品防盗系统(EAS)中，电子防盗标签按结构不同可分为软标签和硬标签两大类，其中防盗硬标签又可以细分为瓶标、扣标、罐标和其他类共四种。EAS按工作频率不同可分为射频系统(4.75MHz/8.2MHz/10MHz)、声磁系统(58KHz)。电子标签的内部结构主要是一个LC振荡回路。判定标签是否合格的标准之一是看标签在谐振频率范围内是否产生谐振。目前，在硬标签生产过程中，硬标签谐振频率的调整是通过将磁棒插入绕有线圈的骨架中，以调整硬标签谐振回路中电感值大小，使硬标签电感和电容组成的串联回路谐振频率符合行业要求，此过程称为插磁工序。查阅现有文献，为插磁控制装置提供硬标签谐振频率信号的传感技术，按其探头线圈数可分为单线圈、双线圈和三线圈式。论文《三线圈式无源电子标签质量参数检测技术研究》阐述了三线圈式硬标谐振频率签检测原理，可有效解决单线圈、双线圈间接获取与测试频率偏移的问题，可其原理忽略了硬标签对左接收线圈的影响。专利公告号为CN107239079A、CN108268929A、CN108549265A的三个专利基于三线圈式传感探头技术公开了插磁装置及其相应的控制方法，实现了半自动插磁，插磁质量和效率都优于传统手动插磁。可此三个专利技术也存在一些不足，一是三线圈探头结构装配调试调零比较繁琐，二是三线圈式传感技术检测谐振频率存在原理误差；三是基于三线圈式传感探头技术插磁控制方法复杂，控制精度不高。
技术实现思路
：针对上述技术问题，本专利技术采用单线圈探头，提出了一种基于相位变化特性感知硬标签谐振频率变化，以开关信号作为输出的硬标签插磁数字量控制电路及其控制方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种硬标签插磁数字量控制电路，包括：控制单元、信号源单元、补偿电容单元、敏感探头、精密电阻R1、过零比较器、边沿D触发器；所述信号源单元用于产生激励信号，所述激励信号的频率为插磁过程控制硬标签谐振频率的目标频率F0；所述补偿电容单元包括电容C1和微调电容C2，所述电容C1和微调电容C2并联连接，所述电容C1和微调电容C2并联后的第一端与所述信号源单元的输出信号端连接；所述敏感探头的第一端与所述电容C1和微调电容C2并联后的第二端连接；所述精密电阻R1的第一端与所述敏感探头的第二端连接，所述精密电阻R1的第二端与所述信号源单元的接地端连接；所述补偿电容单元的总电容C总和所述敏感探头等效感L1在所述目标频率F0对应角频率w0时，对应容抗和感抗大小相等，即满足w0L1＝1/w0C总；所述过零比较器包括第一过零比较器A和第二过零比较器B，所述第一过零比较器A的输入端与所述信号源单元的输出信号端连接，所述第二过零比较器B的输入端与所述精密电阻R1的第一端连接；所述边沿D触发器的时钟脉冲CP输入端与所述第一过零比较器A的输出端连接，所述边沿D触发器的边沿D输入端与所述第二过零比较器B的输出端连接，所述边沿D触发器的第一信号输出端Q端与所述控制单元的I/O口电连接。作为上述技术方案的优选，所述信号源单元采用可编程波形发生器AD9833，所述信号源单元工作在正弦波输出模式。作为上述技术方案的优选，所述敏感探头是由铜丝绕制而成的多股线圈。作为上述技术方案的优选，所述第一过零比较器A、第二过零比较器B采用型号为TLV3502的比较器。作为上述技术方案的优选，所述边沿D触发器采用型号为SN74LVC1G79的边沿D触发器。作为上述技术方案的优选，所述控制单元采用MSP430单片机。一种硬标签插磁数字量控制电路的控制方法，其特征在于：S1：控制单元控制信号源单元产生激励信号，所述激励信号的频率为插磁过程控制硬标签谐振频率的目标频率F0；S2：将待调频硬标签放入插磁底座中，控制步进电机带动压块下压将磁棒压入待调频硬标签的骨架中，同时第一过零比较器A和第二过零比较器B工作，第一过零比较器A将接收到的信号Us整形为第一方波信号P1，第二过零比较器B将接收到的信号U0整形为第二方波信号P2；S3：第一过零信号比较器将第一方波信号P1发送到边沿D触发器的时钟脉冲CP输入端，第二过零信号比较器将第二方波信号P2发送到边沿D触发器的边沿D输入端，边沿D触发器的第一信号输出端Q端将输出电平发送到所述控制单元的I/O口；S4：控制单元实时接收边沿D触发器的第一信号输出端Q端发送的输出电平，当检测到第一信号输出端Q端上升沿时，此时第一过零比较器A接收到的信号Us与第二过零比较器B接收到的信号U0相位一致，是磁棒插入深度的最佳控制点，控制单元控制步进电机停止下压并反转上升，完成一次压磁调频。本专利技术的有益效果在于：单线圈探头设计结构简单，安装调试方便，采用基于相位变化特性感知硬标签谐振频率变化，有效解决了以幅值变化为控制信号，硬标签与检测探头互感系数M随插磁变化而造成的控制精度受影响的不足；本电路中控制信号是开关信号，控制方法程序设计简单，有效地提高了插磁装置硬标签生产谐振频率控制精度。附图说明：以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1为本专利技术一个实施例的一种硬标签插磁数字量控制电路模块连接示意图；图2为本专利技术一个实施例的一种硬标签插磁数字量控制电路示意图；图3为本专利技术一个实施例的一种硬标签插磁数字量控制电路信号变换示意图；图4为本专利技术一个实施例的硬标签插磁调频的机械装置结构示意图。图中符号说明：1-插磁底座，2-硬标签，3-磁棒，4-敏感探头，5-丝杠，6-步进电机，7-压块。具体实施方式：如图1、图2所示，本专利技术的一种硬标签插磁数字量控制电路，包括：控制单元、信号源单元、补偿电容单元、敏感探头、精密电阻R1、过零比较器、边沿D触发器；所述信号源单元用于产生激励信号，所述激励信号的频率为插磁过程控制硬标签谐振频率的目标频率F0；所述补偿电容单元包括电容C1和微调电容C2，所述电容C1和微调电容C2并联连接，所述电容C1和微调电容C2并联后的第一端与所述信号源单元的输出信号端连接；所述敏感探头的第一端与所述电容C1和微调电容C2并联后的第二端连接；所述精密电阻R1的第一端与所述敏感探头的第二端连接，所述精密电阻R1的第二端与所述信号源单元的接地端连接；所述补偿电容单元的总电容C总和所述敏感探头等效感L1在所述目标频率F0对应角频率w0时，对应容抗和感抗大小相等，即满足w0L1＝1/w0C总；所述过零比较器包括第一过零比较器A和第二过零比较器B，所述第一过零比较器A的输入端与所述信号源单元的输出信号端连接，所述第二过零比较器B的输入端与所述精密电阻R1的第一端连接；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬标签插磁数字量控制电路，其特征在于，包括：/n控制单元、信号源单元、补偿电容单元、敏感探头、精密电阻R1、过零比较器、边沿D触发器；/n所述信号源单元用于产生激励信号，所述激励信号的频率为插磁过程控制硬标签谐振频率的目标频率F

【技术特征摘要】
1.一种硬标签插磁数字量控制电路，其特征在于，包括：
控制单元、信号源单元、补偿电容单元、敏感探头、精密电阻R1、过零比较器、边沿D触发器；
所述信号源单元用于产生激励信号，所述激励信号的频率为插磁过程控制硬标签谐振频率的目标频率F0；
所述补偿电容单元包括电容C1和微调电容C2，所述电容C1和微调电容C2并联连接，所述电容C1和微调电容C2并联后的第一端与所述信号源单元的输出信号端连接；
所述敏感探头的第一端与所述电容C1和微调电容C2并联后的第二端连接；
所述精密电阻R1的第一端与所述敏感探头的第二端连接，所述精密电阻R1的第二端与所述信号源单元的接地端连接；
所述补偿电容单元的总电容C总和所述敏感探头等效感L1在所述目标频率F0对应角频率w0时，对应容抗和感抗大小相等，即满足w0L1＝1/w0C总；
所述过零比较器包括第一过零比较器A和第二过零比较器B，所述第一过零比较器A的输入端与所述信号源单元的输出信号端连接，所述第二过零比较器B的输入端与所述精密电阻R1的第一端连接；
所述边沿D触发器的时钟脉冲CP输入端与所述第一过零比较器A的输出端连接，所述边沿D触发器的边沿D输入端与所述第二过零比较器B的输出端连接，所述边沿D触发器的第一信号输出端Q端与所述控制单元的I/O口电连接。


2.根据权利要求1所述的一种硬标签插磁数字量控制电路，其特征在于：所述信号源单元采用可编程波形发生器AD9833，所述信号源单元工作在正弦波输出模式。


3.根据权利要求1所述的一种硬标签插磁数字量控制电路，其特征在于：所述敏感探头是由铜丝绕制而成的多股线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛庆元，徐煌俊，孙国金，柴科技，王炳楠，马方毅，张妙龙，
申请(专利权)人：绍兴职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33