【正文】 、鉆、鎳) μr 很大，σ也較大，可認為是既導電又導磁物質(zhì)，主要產(chǎn)生磁效應，同時又有渦流效應[7]。當檢測線圈尺寸一定時，則匝數(shù)越少其靈敏度越高。從多諧振蕩器輸出的正脈沖信號經(jīng)過電容C8輸入到Q1的基極（Q1為β≥125的9013H），使其導通，經(jīng)Q1放大之后，就形成了頻率穩(wěn)定度高、功率較大的脈沖信號輸入到探測線圈L1中，再線圈內(nèi)產(chǎn)生瞬間較強的電流，從而使線圈周圍產(chǎn)生恒定的交變磁場?；魻栯妶霎a(chǎn)生的電場力和洛侖茲力相反，它阻礙載流子繼續(xù)堆積，直到霍爾電場力和洛侖茲力相等[11]。miniSIP封裝。 圖27 LM324引腳圖 圖28 LM324外觀圖如圖29所示，UGN3503U線性霍爾元件輸出的微弱信號經(jīng)電容耦合到前級運算放大器U2A的同相輸入端，運算放大器U2A把霍爾元件感應到的電壓轉換為對地電壓。當輸入電壓Vi2下降時，VO2跟隨下降，D3導通，U2B也工作在深度負反饋狀態(tài)，深負反饋保證了二極管DD5可靠截止，VC值得以保持。ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器，可直接與單片機的數(shù)據(jù)總線相連接，這里將它的數(shù)據(jù)輸出口直接與單片機的數(shù)據(jù)總線P0口相連接，AT89S52的P0口作為數(shù)據(jù)總線，又作為低8位地址總線。AT89S52是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8K Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)及80 C51引腳結構（引腳圖如圖213所示），芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元[18][19]。LM7805三端正穩(wěn)壓器具有內(nèi)部過流，熱過載和輸出晶體管安全區(qū)保護功能，可將9VDC的輸入電壓轉換為 +5V電壓， A，保證板內(nèi)555定時器、UGN3503U、AT89S5ADC0809等芯片和元件可靠地工作。整個系統(tǒng)的軟件包括主程序、一個外部中斷服務程序、數(shù)字濾波程序、比較判斷子程序及發(fā)光報警等若干個子程序。經(jīng)過數(shù)據(jù)軟件濾波之后將其存放在單片機RAM 21H中，作為基準電壓Uo。顯然N越大，信號平滑度越高，靈敏度就會降低，但是本設計中需要較高的靈敏度，所以N取值不易過大，這里我選擇了N=6，選擇取6個數(shù)進行計算的原因，就是因為在匯編中做計算是非常麻煩的，取6個數(shù)，減去最大值和最小值后，取平均值是除4，計算機的內(nèi)部計算都是二進制，而二進制每除一個2，實際上是向右移一次。轉主程序ORG 0013H。當ADC0809的EOC輸出電平上跳沿觸發(fā)中斷1SETB EA: 打開總中斷開關(=EA)SETB EXl 。ORG 2100H。MOVX DPTR，A。存入內(nèi)部RAM以30H為首址的數(shù)據(jù)存儲器中。 置連續(xù)采樣次數(shù)N=6DAV1:ADD A,R4。更新最大值DAV2:CLR CMOV A, R5。RRC A。(4)具有記憶功能，可存儲20種產(chǎn)品的檢測參數(shù)；(5)能夠進行靈敏度調(diào)節(jié)，操作方便，運行可靠，檢測靈敏度可達到的指標為；(6)能夠進行相位調(diào)節(jié)，手動設置檢測參數(shù)；(7)具有報警顯示功能，方便用戶識別不合格產(chǎn)品并及時排除；(8)符合HACCP認證，采用不銹鋼殼體及專門的固化技術，設備穩(wěn)定性好，對環(huán)境及人體無影響[23]。除了在生產(chǎn)的每個工序進行嚴格的管理之外，產(chǎn)品的檢驗亦是不可或缺的步驟。文中的不足之處，敬請各位老師指正。大學的學習生活即將結束，在論文完成之際，我衷心地感謝在大學的學習和生活中培養(yǎng)過我、幫助過我以及在論文寫作期間給予指導和支持的所有老師和同學。它們提供了更強的性能、更高的靈敏度與處理能力，現(xiàn)在即使在極為苛求應用當中，金屬探測器依然可按客戶需求進行開發(fā)并很好地使用。D1:MOV R6,FFHD2:DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RENEND第四章 結論與展望4．1 結論數(shù)字式金屬探測器利用微控制器靈活的檢測方法和較強數(shù)據(jù)處理能力，為各種金屬檢測應用提供了比較完整的解決方案。判斷N1=0?(若輸入CLR C 介于最大，最小值之間，且R0 1≠0時轉至DA V1)MOV A, R4。取最大值SBBB A,R5。MOV R4, A。POP A。數(shù)據(jù)指針指向通道IN0MOVX A， DPTR。MOVX DPTR，A。R7=11111111，初始化讀數(shù)標志 MOV 21H,00H。靈敏度存放在20HU0 EQU 21H。3．2 數(shù)字濾波及算法說明金屬探測器的噪聲抑制能力是金屬探測器的主要設計指標。在電路設計中，ADC0809與AT89S52是采用中斷方式連接的，所以系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集處理功能是在中斷服務程序中完成的，從原理圖22看出，ADC0809的EOC端通過反相器接AT89S52的INT1端，作為中斷申請。當探測線圈L1靠近金屬物體時，由于電磁感應現(xiàn)象，會使探測電感值發(fā)生變化，從而使其周圍的磁場發(fā)生變化，霍爾元件感應到該變化的磁場，并使其線性地轉變?yōu)殡妷盒盘朥X，該變化的電壓經(jīng)放大電路、峰值檢波電路后，得到相應的0V~5V的峰值輸出電壓UX，然后經(jīng)A/D轉換后，輸入到CPU，由CPU完成UX與基準電壓UO的比較，二者比較|UXUO|得到一個差值，此差值與預設的靈敏度△U再作比較。其工作電壓為5V，晶振頻率采用12MHz。如圖212所示，放大后的電壓信號送入ADC0809的模擬輸入通道IN0進行A/D轉換。ADC0809芯片內(nèi)部結構和工作時序于圖210和圖211。圖29 數(shù)據(jù)采集電路原理圖峰值檢測電路由兩級運算放大器組成，第一級運放U2B將輸入信號的峰值傳遞到電容C6上，并保持下來。利用線性霍爾傳感器UGN3503U的上述特性，將其接在數(shù)據(jù)采集電路的前端，并固定在探測線圈L1的中心，即可感應線圈L1的磁場變化，并將磁場的變化信號轉化為電壓信號的變化而被后級電路時區(qū)和放大[15]。因此，任何引起磁場強度變化的物理量都將引起霍爾輸出電壓的變化。他的功能框圖和輸出特性示于圖24和圖25。Ⅲ.應盡量減少線圈與電路之間引線的長度，以減少分布電容，采用屏蔽線減少外界對其干擾。1．工作頻率為24KHz，選擇24KHz的超長波頻率是為了減弱土壤對電磁波的影響。渦流要產(chǎn)生附加的磁場，與外磁場方向相反，削弱外磁場的變化。進入90年代，迅速升溫的電子制造業(yè)成了這個時代的寵兒，大型的電子公司為了減少產(chǎn)品流失、結束員工與公司之間的尷尬局面，陸續(xù)采用金屬探測門和手持式金屬探測器作為管理員工行為、減少產(chǎn)品流失的利刃，于是金屬探測器又有了它新的角色—產(chǎn)品防盜。究其原因，大部分是因為產(chǎn)品質(zhì)量不過關導致相關質(zhì)量認證書拿不到。Metorex等廠商的產(chǎn)品)，但價格極其昂貴；國內(nèi)傳統(tǒng)的金屬探測器則是利用模擬電路進行檢測和控制的，其電路復雜，探測靈敏度低，且整個系統(tǒng)易受外界環(huán)境如溫度、濕度、電焊等諸因素的干擾。在軟件設計中，采用了數(shù)字濾波技術消除干擾，提高了探測器的抗干擾能力，確保了系統(tǒng)的準確性。此外，文中還對影響金屬探測儀的靈敏度與穩(wěn)定性的因素進行了探討，認為儀器的工作頻率、檢測線圈的尺寸及匝數(shù)等是影響靈敏度的主要因素；而應用現(xiàn)場的環(huán)境溫度、濕度及線圈的制作工藝和供電電源的穩(wěn)定程度是儀器穩(wěn)定性的影響因素。本文介紹的基于單片機控制的智能型金屬探測器，采用靈敏度極高的線性霍爾元件作為傳感器，感應由于金屬出現(xiàn)引起的探測線圈周圍磁場的變化，提高了檢測精度；處理部件則采用AT89S52單片機作為檢測和控制核心，對檢測結果進行分析判斷，有效地保證了檢測原理的實施；此外，利用軟件濾波的方法代替了傳統(tǒng)探測器復雜的模擬電路器件，大大提高了系統(tǒng)的可靠性、靈敏度和抗干擾性。其實，國內(nèi)金屬探測器產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和推廣，近幾年已獲得較大進步。40多年過去了，金屬探測器經(jīng)歷了幾代探測技術的變革，從最初的信號模擬技術到連續(xù)波技術直到今天所使用的數(shù)字脈沖技術，金屬探測器簡單的磁場切割原理被引入多種科學技術成果。據(jù)此，將一交流正弦信號接入繞在骨架上的空心線圈上，流過線圈的電流會在周圍產(chǎn)生交變磁場，當將金屬靠近線圈時，金屬產(chǎn)生的渦流磁場的去磁作用會削弱線圈磁場的變化。2．靈敏度分析 由公式(12)即： 可知：（1）檢測線圈的尺寸對儀器的靈敏度有影響。第2章 硬件電路設