Eu diria que seria extremamente difícil para você estimar as quantidades relativas de moedas em circulação por meio de uma pesquisa exaustiva (coletando uma grande parte dessas moedas simultaneamente).
O motivo é que a maioria das empresas (acredito) possui uma porção razoavelmente grande de moedas em estoque e distribuirá apenas as moedas que conduzem com mais eficiência à mudança correta. Assim, mesmo se você for à mesma loja 100 vezes e coletar trocas a cada vez, a menos que tenha esgotado o estoque de moedas disponíveis, as moedas que você receber em troca da sua amostragem serão apenas as que corresponderem apenas à menor alteração necessária para cumprir suas necessidades.
Supondo que você desenhe requisitos de alteração uniformemente entre 1 centavo e 499 centavos, essa proporção é:
200 100 25 10 5 1
0.13559322 0.06779661 0.25423729 0.13559322 0.06779661 0.33898305
Se a loja não tiver escassez de moedas, seu procedimento de amostragem retornará automaticamente as proporções acima, que não têm correlação entre as amostras específicas e a maior população de moedas em circulação. Para ver como eu criei esses números, veja minha postagem no blog sobre o assunto.
Mas isso não explica as esquisitices de preços que tendem a se aglomerar terminando em .09 como em .99, .49 ou .39 (pelo menos nos EUA), o que definitivamente contribuirá para uma maior proporção de moedas de um centavo necessárias para muitas compras do que no desenho uniforme da mudança. Os requisitos de compra precisariam ser especificados para não causar mais contaminação dos dados. No geral, acho claro que esse é um desenho de estudo bastante problemático.
Se você foi forçado a fazer algo assim, pode ser alt a 1. registrar totais de alteração para cada compra, 2. calcular uma seleção eficiente de moedas através do método que proponho no meu blog para cada compra, 3. moedas de registro realmente retornadas, 4 estimar a diferença entre as quantidades ideais de moedas devolvidas e as que realmente retornaram para estimar em que grau os estoques de moedas podem estar divergindo das quantidades ideais. A partir daí, não tenho certeza do que fazer com ele para estimar o total de moedas disponíveis na moeda.
Boa sorte e obrigado pela pergunta interessante!