【正文】 ............................................................. 3 研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................................... 3 主要研究內(nèi)容及成果特色 .............................................................................................. 4 主要研究內(nèi)容 ........................................................................................................... 4 成果特色 ................................................................................................................... 4 2 總體設計 ................................................................................................................................ 5 探測金屬的理論依據(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 基于單片機的金屬探測器的設計方案 ........................................................................ 10 系統(tǒng)設計 ......................................................................................................................... 11 硬件電路設計 ......................................................................................................... 11 軟件結構設計 ......................................................................................................... 12 3 軟件模塊設計 ....................................................................................................................... 14 前端軟件設計 ................................................................................................................ 14 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊設計 .................................................................................... 17 4 硬件單元電路設計 ............................................................................................................... 20 振蕩電路設計 ................................................................................................................ 20 放大電路和脈沖變換電路 ............................................................................................ 21 單片機系統(tǒng) .................................................................................................................... 22 外圍設置與顯示系統(tǒng) .................................................................................................... 23 5 實現(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 基準頻率測定方法的優(yōu)缺點分析 ......................................................................... 32 金屬探測的精度 ..................................................................................................... 33 金屬探測的功能測試 ...............................................................錯誤 !未定義書簽。 致謝 ............................................................................................................錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .................................................................................................................................. 34 附錄 一 防抖動鍵盤處理源程序 .............................................................................................. 36 附錄 二 前端金屬探測部分源程序 .......................................................................................... 39 附錄 三 外圍金屬探測精度設置源程序 .................................................................................. 44 3 1 緒論 研究背景 與研究意義 金屬探測器，顧名思義就是用來檢測金屬的儀器，在現(xiàn)今社會中有大量的需求和使用，例如礦業(yè)。在各種企業(yè)，機場會展中心，重要場合的安保，軍工產(chǎn)業(yè)都需要用到金屬探測器。國內(nèi)的這方面還有大量需求，不論是經(jīng)濟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，金屬探測器也是誕生于軍事。二戰(zhàn)期間，為了避免地雷對部隊的打擊，科學家就已經(jīng)有研制出金屬探測器的雛形 —— 差拍式金屬探測器 。但是當時并沒有廣泛的用于工業(yè)方面。 隨著世界進入和平年代，并且逐步進入工業(yè)時代，礦業(yè)的飛速發(fā)展，金屬探測器的可實用性受到重視。第一臺工業(yè)用金屬探測器在上世紀 60年代誕生。 航空業(yè)，航海業(yè)在 7080年代的興起，以及 80年代末電子時代的來臨，金屬探測器也開始大展身手。 研究意義 為了避免“ ”的慘劇再次發(fā)生，高精度的金屬探測是至關重要的。同時，犯罪的手 段也在不斷的變化，為了安全得到保障，也需要金屬探測器。而重要的高考和各類國家級別考試，為了保證 成績的真實性，金屬探測器的功能需要得到進一步的改進。 主要應用場所 金屬探測器 基本 分為四種類型： 1） 生活型金屬探測器 2） 軍用型金屬探測器 3） 工業(yè)型金屬探測器 4） 安全型金屬探測器 研究現(xiàn)狀 金屬探測器按其功能和市場應用的不同可分為以下幾種： ? 通道式金屬探測器； ? 手持式金屬探測器； ? 便攜式金屬探測器； ? 臺式金屬探測器； ? 工業(yè)用金屬探測器； 4 ? 水下金屬探測器。 金屬探測器是基于電磁感應原理工作的，依工作方式主要有 ： ? LC振蕩型三類。 ? 脈沖感應型 ； ? VLF(very low frequency)連續(xù)波型 ； 主要研究內(nèi)容及成果特色 金屬探測器的工作原理簡單的講就是利用電磁感應原理，讓交流電通過電感線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場，該磁場能在被檢測的金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生感生渦流 [3]。渦流反過來有影響原來的磁場，引發(fā)探測器報警。 主要研究內(nèi)容 本課題主要有下列問題需要解決： 1）原理分析 收集金屬探測器原理和產(chǎn)品的資料，進行金屬探測器資料整理和分析利用。 2）完 成系統(tǒng)設計 根據(jù)調(diào)研結果和可行性分析設計系統(tǒng)總體框架。初步設想探測信號的產(chǎn)生采用LC 三點式振蕩產(chǎn)生正弦波，經(jīng)放大，濾波，整形產(chǎn)生所需信號。使得系統(tǒng)的探測信號有良好的抗干擾性。 3）完成硬件方案的設計制作 硬件設計包括： LC 振蕩器、放大器、濾波器