【正文】 林老師以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的知識(shí)指導(dǎo)我的研究和學(xué)習(xí)，使我有明確的研究方向和正確的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)了我獨(dú)立研究的能力。進(jìn)入九十年代以來(lái)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，有巧個(gè)省、市、自治區(qū)在制定“九五”，國(guó)民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃時(shí)，把食品工業(yè)列為支柱產(chǎn)業(yè)或重要產(chǎn)業(yè)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有金屬探測(cè)器技術(shù)給出了本課題研究的基于單片機(jī)控制的智能型金屬探測(cè)器設(shè)計(jì)的總體方案，通過(guò)對(duì)霍爾傳感器的工作原理研究，給出了檢測(cè)裝置金屬探測(cè)頭的工作原理及其模型；通過(guò)對(duì)控制裝置的系統(tǒng)分析，給出了控制裝置的硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)方法和一些實(shí)例。SBBB A, R3。輸入值〉（R2）?MOV A,R5。 置最小值初態(tài)MOV R1,30H。RET1。 將A/D結(jié)果存入R5LCALL FILTER。CJNE R7,00H,$。22H單元清零 MOV R1,30H,R,為緩沖區(qū)數(shù)據(jù)地址指針，送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)首址 RET。差值存放在22HORG 0000H。用軟件代替硬件，從而省去了復(fù)雜的硬件，而且能夠取得好而精確的效果。軟件編程允許AT89S52響應(yīng)外部中斷1，且設(shè)置其響應(yīng)方式為邊沿觸發(fā)。若|UXUO|△U，就確定為探測(cè)到金屬，進(jìn)行聲音報(bào)警。2．6 電源電路電路如圖215所示，電源供電由9V電池和板內(nèi)穩(wěn)壓電源組成。AT89S52的讀信號(hào)端發(fā)出一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器，AT89S52從ADC0809讀取相應(yīng)電壓數(shù)字量，然后存入數(shù)據(jù)緩沖器中。當(dāng)?shù)刂锋i存允許信號(hào)ALE=1時(shí)，3位地址信號(hào)A、B、C送入地址鎖存器，選擇8路模擬量中的一路實(shí)現(xiàn)A/D變換。在設(shè)計(jì)中，為了獲得優(yōu)良的保持性能和傳輸性能，同樣采用了輸入阻抗高、響應(yīng)速度快、跟隨精度較好的運(yùn)算放大器LM324，這樣可有效地利用LM324資源，減少使用原件元件的數(shù)量，降低了成本。在設(shè)計(jì)中，信號(hào)放大電路采用輸入阻抗高、漂移較小、共模抑制比高的集成運(yùn)算放大器LM324，LM324是四運(yùn)放集成電路，它采用14引腳雙列直插塑料封裝，外形和引腳排列如圖所示。本設(shè)計(jì)中采用的線性霍爾傳感器UGN3503U就是將霍爾元件、高增益線性差分放大器和射極跟隨器集成在同一半導(dǎo)體基片上，為用戶提供了一個(gè)由外電源驅(qū)動(dòng)、使用方便的磁敏傳感器。如圖26所示，在一塊半導(dǎo)體薄片上兩端通一電流I，并加上和片子表面垂直的磁場(chǎng)B，在薄片的橫向兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電壓，如圖26中的UH，這種現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。探測(cè)線圈放大電路多諧振蕩器 霍爾元件放大峰值檢波A/DCPUAT89S52報(bào)警顯示電源圖21 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊圖2．2 電路原理圖根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊圖和金屬探測(cè)器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的整體電路圖如圖22所示圖22 基于單片機(jī)控制的智能型金屬探測(cè)器原理圖2．3 硬件電路功能描述（1）線圈振蕩電路圖23 線圈振蕩電路原理圖工作過(guò)程中，由555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生一頻率為24KHz、占空比為2/3的脈沖信號(hào)。探測(cè)器的靈敏度與探測(cè)線圈的尺寸大小有關(guān)，尺寸大即探測(cè)面積大，則線圈中心磁場(chǎng)強(qiáng)度低，在靠近線圈繞組附近磁場(chǎng)強(qiáng)度較高，霍爾元件固定在線圈中心，為了確保通過(guò)其磁通量，探測(cè)線圈的尺寸就不宜太大，具體尺寸通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。金屬的電導(dǎo)率σ越大，交變電流的頻率越大，則渦電流強(qiáng)度越大，對(duì)原磁場(chǎng)的抑制作用越強(qiáng)。無(wú)論是靈敏度、分辨率、探測(cè)精確度還是工作性能上都有了質(zhì)的飛躍。但是，猶如其他電子類(lèi)產(chǎn)品一樣，金屬探測(cè)器同樣出現(xiàn)了電路仿制、性能相同、功能繁多、華而不實(shí)的現(xiàn)象。適用于對(duì)郵件、行李、包裹及人體夾帶的傷害性金屬物品(如：刀具、槍械、武器部件、彈藥和金屬包裝的炸藥等)的檢測(cè)，可用于海關(guān)、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、碼頭的安全檢查。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 金屬探測(cè)儀 線性霍爾元件 電磁感應(yīng) 靈敏度 AbstractThis paper describes the positions of hardware and software, working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single Chip Micyoco and linear HallEffect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear halleffect sensor as probe to detect the magnetic field change of the centre of a search coil resulted from eddy current effect and turn this magnetic field change into voltage change. The SCM measures the peak value of voltage and pares it with reference voltage. Then determine whether detect metal or not. In case of detection of a metallic mass, the Metal Detector provides an acoustical and optical alarm. The systems software drops the assembler language to be written. Inside the software, the digital filter technology is utilized to eliminate the jamming. So the stability of system and the measuring veracity are improved. The effect of all factors on sensitivity and stability of Metal Detector are discussed in this paper. It is concluded that the operating frequency, the size of the search coil and turns are the main factors affected on the sensitivity of the instrument。系統(tǒng)軟件采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。目前，國(guó)外雖然己有較為完善的系列產(chǎn)品(如ElPaso,CeiaUSA,Rangeramp。隨著國(guó)內(nèi)安全防護(hù)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，在安檢領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了多個(gè)金屬探測(cè)器生產(chǎn)廠商，但在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率上來(lái)看國(guó)外品牌占有80%的市場(chǎng)份額，民航市場(chǎng)也一直是國(guó)內(nèi)金屬探測(cè)器的禁區(qū)。與此同時(shí)西方興起的“尋寶熱”，也使手持式、便攜式金屬探測(cè)器得到長(zhǎng)足的發(fā)展。（2）渦流效應(yīng)[6]：根據(jù)電磁理論，我們知道，當(dāng)金屬物體被置于變化的磁場(chǎng)中時(shí)，金屬導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生自行閉合的感應(yīng)電流，這就是金屬的渦流效應(yīng)。1．4 主要性能分析金屬探測(cè)器的工作頻率、靈敏度和穩(wěn)定性是儀器的主要技術(shù)指標(biāo)。Ⅱ.環(huán)境溫度的變化，儀器元件參數(shù)也會(huì)改變，影響儀器工作的穩(wěn)定。UGN3503U線性霍爾傳感器的主要功能是可將感應(yīng)到的磁場(chǎng)強(qiáng)度信號(hào)線性地轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)[14]。因此當(dāng)外加電壓電源電壓一定時(shí)，通過(guò)的電流I為一恒值，此時(shí)輸出電壓只與加在霍爾元件上的磁場(chǎng)B的大小成正比，即：UH=KB(V) （24）此時(shí)K=KHI為常數(shù)。在測(cè)量磁場(chǎng)時(shí)，將元件的第一腳（面對(duì)標(biāo)志面從左到右）接電源（工作電壓為5V），第二腳接地，第三腳接高輸入阻抗（10kΩ）電壓表，通電后，將電路放入被測(cè)磁場(chǎng)中，因霍爾元件只對(duì)垂直于霍爾片表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度敏感，因而必須讓磁力線垂直于電路表面，當(dāng)沒(méi)有磁場(chǎng)（B=0 G）時(shí)，靜態(tài)輸出電壓是電源電壓的一半（即VCC/2），當(dāng)外加磁場(chǎng)的南極靠近器件標(biāo)志面時(shí)，會(huì)使輸出電壓高于靜態(tài)輸出電壓；當(dāng)外加磁場(chǎng)的北極靠近器件標(biāo)志面時(shí)，會(huì)使輸出電壓低于靜態(tài)輸出電壓，但仍然是正值。采用阻容耦合的方法可以使前后級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)保持獨(dú)立，隔離各級(jí)靜態(tài)之間的相互影響，使得電路總溫漂不會(huì)太大。2．3．3 A/D轉(zhuǎn)換電