【正文】 ............................................................. 3 研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................................... 3 主要研究?jī)?nèi)容及成果特色 .............................................................................................. 4 主要研究?jī)?nèi)容 ........................................................................................................... 4 成果特色 ................................................................................................................... 4 2 總體設(shè)計(jì) ................................................................................................................................ 5 探測(cè)金屬的理論依據(jù) ...................................................................................................... 5 傳感器原理 ...................................................................................................................... 6 電渦流式傳感器的工作原理 ............................................................................... 6 基本特性 ................................................................................................................... 7 電渦流形成范圍 ....................................................................................................... 8 低頻透射式渦流厚度傳感器 ............................................................................... 9 基于單片機(jī)的金屬探測(cè)器的設(shè)計(jì)方案 ........................................................................ 10 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................................................... 11 硬件電路設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 11 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 12 3 軟件模塊設(shè)計(jì) ....................................................................................................................... 14 前端軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 14 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊設(shè)計(jì) .................................................................................... 17 4 硬件單元電路設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 20 振蕩電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 20 放大電路和脈沖變換電路 ............................................................................................ 21 單片機(jī)系統(tǒng) .................................................................................................................... 22 外圍設(shè)置與顯示系統(tǒng) .................................................................................................... 23 5 實(shí)現(xiàn)與性能分析 .................................................................................................................. 25 硬件電路焊接與調(diào)試 .................................................................................................... 25 振蕩電路的焊接與調(diào)試 ......................................................................................... 25 II 放大電路與脈沖轉(zhuǎn)換電路的焊接與調(diào)試 ............................................................. 26 單片機(jī)系統(tǒng)的焊接與調(diào)試 ..................................................................................... 26 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊的焊接與調(diào)試 ............................................................. 27 軟件模塊的調(diào)試與集成 ................................................................................................ 29 前端金屬探測(cè)模塊的調(diào)試與集成 ......................................................................... 29 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊的調(diào)試與集成 ............................................................. 31 系統(tǒng)性能分析 ................................................................................................................ 32 基準(zhǔn)頻率測(cè)定方法的優(yōu)缺點(diǎn)分析 ......................................................................... 32 金屬探測(cè)的精度 ..................................................................................................... 33 金屬探測(cè)的功能測(cè)試 ...............................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 ............................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 34 附錄 一 防抖動(dòng)鍵盤處理源程序 .............................................................................................. 36 附錄 二 前端金屬探測(cè)部分源程序 .......................................................................................... 39 附錄 三 外圍金屬探測(cè)精度設(shè)置源程序 .................................................................................. 44 3 1 緒論 研究背景 與研究意義 金屬探測(cè)器，顧名思義就是用來檢測(cè)金屬的儀器，在現(xiàn)今社會(huì)中有大量的需求和使用，例如礦業(yè)。在各種企業(yè)，機(jī)場(chǎng)會(huì)展中心，重要場(chǎng)合的安保，軍工產(chǎn)業(yè)都需要用到金屬探測(cè)器。國內(nèi)的這方面還有大量需求，不論是經(jīng)濟(jì)還是科研方面都有研究的必要。 發(fā)展過程 跟許多其他的科技一樣，金屬探測(cè)器也是誕生于軍事。二戰(zhàn)期間，為了避免地雷對(duì)部隊(duì)的打擊，科學(xué)家就已經(jīng)有研制出金屬探測(cè)器的雛形 —— 差拍式金屬探測(cè)器 。但是當(dāng)時(shí)并沒有廣泛的用于工業(yè)方面。 隨著世界進(jìn)入和平年代，并且逐步進(jìn)入工業(yè)時(shí)代，礦業(yè)的飛速發(fā)展，金屬探測(cè)器的可實(shí)用性受到重視。第一臺(tái)工業(yè)用金屬探測(cè)器在上世紀(jì) 60年代誕生。 航空業(yè)，航海業(yè)在 7080年代的興起，以及 80年代末電子時(shí)代的來臨，金屬探測(cè)器也開始大展身手。 研究意義 為了避免“ ”的慘劇再次發(fā)生，高精度的金屬探測(cè)是至關(guān)重要的。同時(shí)，犯罪的手 段也在不斷的變化，為了安全得到保障，也需要金屬探測(cè)器。而重要的高考和各類國家級(jí)別考試，為了保證 成績(jī)的真實(shí)性，金屬探測(cè)器的功能需要得到進(jìn)一步的改進(jìn)。 主要應(yīng)用場(chǎng)所 金屬探測(cè)器 基本 分為四種類型： 1） 生活型金屬探測(cè)器 2） 軍用型金屬探測(cè)器 3） 工業(yè)型金屬探測(cè)器 4） 安全型金屬探測(cè)器 研究現(xiàn)狀 金屬探測(cè)器按其功能和市場(chǎng)應(yīng)用的不同可分為以下幾種： ? 通道式金屬探測(cè)器； ? 手持式金屬探測(cè)器； ? 便攜式金屬探測(cè)器； ? 臺(tái)式金屬探測(cè)器； ? 工業(yè)用金屬探測(cè)器； 4 ? 水下金屬探測(cè)器。 金屬探測(cè)器是基于電磁感應(yīng)原理工作的，依工作方式主要有 ： ? LC振蕩型三類。 ? 脈沖感應(yīng)型 ； ? VLF(very low frequency)連續(xù)波型 ； 主要研究?jī)?nèi)容及成果特色 金屬探測(cè)器的工作原理簡(jiǎn)單的講就是利用電磁感應(yīng)原理，讓交流電通過電感線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)能在被檢測(cè)的金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生感生渦流 [3]。渦流反過來有影響原來的磁場(chǎng)，引發(fā)探測(cè)器報(bào)警。 主要研究?jī)?nèi)容 本課題主要有下列問題需要解決： 1）原理分析 收集金屬探測(cè)器原理和產(chǎn)品的資料，進(jìn)行金屬探測(cè)器資料整理和分析利用。 2）完 成系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)調(diào)研結(jié)果和可行性分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框架。初步設(shè)想探測(cè)信號(hào)的產(chǎn)生采用LC 三點(diǎn)式振蕩產(chǎn)生正弦波，經(jīng)放大，濾波，整形產(chǎn)生所需信號(hào)。使得系統(tǒng)的探測(cè)信號(hào)有良好的抗干擾性。 3）完成硬件方案的設(shè)計(jì)制作 硬件設(shè)計(jì)包括： LC 振蕩器、放大器、濾波器