金属探测器课程设计报告
电子课程设计金属探测器
电子课程设计金属探测器一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解金属探测器的原理和制作过程，掌握基本电子电路知识，提高动手能力和创新思维。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：（1）了解金属探测器的工作原理；（2）掌握电子电路的基本知识；（3）了解金属探测器的设计和制作流程。
2.技能目标：（1）能够分析金属探测器的工作电路；（2）具备制作金属探测器的基本技能；（3）能够对金属探测器进行调试和优化。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科技创新的兴趣；（2）培养学生团队合作精神；（3）培养学生动手实践能力，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.金属探测器的工作原理；2.电子电路的基本知识；3.金属探测器的制作流程；4.金属探测器的调试与优化。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解金属探测器的工作原理和电子电路的基本知识；2.讨论法：分组讨论金属探测器的制作流程和调试方法；3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解金属探测器在生活中的应用；4.实验法：动手制作金属探测器，培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：电子课程设计金属探测器；2.参考书：电子电路基础、金属探测器制作与应用；3.多媒体资料：金属探测器工作原理动画、制作流程视频；4.实验设备：金属探测器制作套件、电子元件、实验台。
五、教学评估为了全面、客观地评价学生的学习成果，我们将采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置相关的设计任务和实验报告，评估学生对金属探测器原理和制作过程的理解掌握程度。
3.考试：期末进行电子课程设计金属探测器的考试，评估学生对课程知识的综合运用能力。
六、教学安排本节课的教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节和教学大纲进行，确保学生掌握金属探测器的原理和制作过程。
单片机的金属探测器设计的课程设计
单片机的金属探测器设计的课程设计一、引言在现代化社会中，金属探测器在安全、军事、文化遗产保护等领域起到了重要作用。
本课程设计旨在设计一款基于单片机的金属探测器，通过单片机的计算和控制能力，实现对金属目标的探测和检测。
本文将详细介绍该课程设计的整体设计思路、硬件电路的设计与实现、软件程序的编写与调试、以及对实际探测效果的验证与改进。
二、整体设计思路金属探测器的工作原理是通过电磁感应原理来检测金属目标。
当金属目标在金属探测器的工作线圈中穿过时，会产生感应电流，从而改变线圈谐振频率，进而通过单片机进行信号处理和判别。
本课程设计的整体设计思路如下：1.硬件设计：设计金属探测器的电路，包括金属探测线圈、放大电路和滤波电路等。
2.软件设计：编写单片机程序，实现金属探测信号的处理和判别。
3.信号处理：对金属探测信号进行滤波、放大和去噪等处理。
4.信号判别：通过设定合适的阈值和算法，对处理后的信号进行判别，确定是否探测到金属目标。
5.验证与改进：通过实际探测测试，对金属探测器的性能进行验证，并根据测试结果进行改进和优化。
三、硬件电路设计与实现1. 金属探测线圈设计金属探测线圈是金属探测器的核心部分，它能够产生感应电流，从而检测金属目标。
在设计线圈时，需要考虑线圈的形状、材料和匝数等因素。
一般来说，线圈的匝数越多、面积越大，探测的灵敏度越高。
2. 放大与滤波电路设计为了增强金属探测信号的强度，需要设计一个放大电路。
放大电路可以通过运算放大器实现，其中包括差分放大和低通滤波等功能。
放大电路能够提高信号的信噪比，减小噪声的影响。
3. 数模转换电路设计在金属探测器中，需要将模拟信号转换为数字信号进行处理。
为此，需要设计一个数模转换电路，将模拟信号转换为单片机可以处理的数字信号。
四、软件程序的编写与调试1. 单片机选型与环境搭建根据金属探测器的设计需求，选择合适的单片机进行编程。
在选择单片机的同时，需要配置相应的软件开发环境，例如Keil或者IAR。
单片机的金属探测器设计的课程设计
单片机的金属探测器设计的课程设计一、课程设计背景在现代社会中，金属探测器已经成为了非常重要的安全检测工具。
它可以用于各种场合，例如机场、车站、商场等公共场所的安全检查，也可以用于金属制品的质量检测等领域。
因此，学习和掌握金属探测器的原理和设计方法对于电子工程专业的学生来说是非常有必要的。
二、课程设计目标本次课程设计旨在通过单片机实现一个简单的金属探测器，并使学生能够深入了解金属探测器的原理和设计方法，同时提高他们的电路设计能力和程序编写能力。
三、课程设计内容1. 金属探测器原理首先，我们需要了解金属探测器的原理。
简单来说，金属探测器利用电磁感应原理来检测隐藏在地下或其他物体中的金属物品。
当一个导体被放置在外部磁场中时，会在导体内部产生感应电流。
这个感应电流会产生一个反向磁场，并且这个反向磁场会影响外部磁场。
当一个金属物品接近探测器时，它会改变探测器的磁场，从而产生一个感应电流。
这个感应电流可以通过放大电路进行检测和处理。
2. 金属探测器设计接下来，我们需要设计一个金属探测器。
我们将使用单片机来实现这个金属探测器。
具体来说，我们需要设计以下几个模块：（1）磁场发生器模块：这个模块用于产生外部磁场。
我们可以使用一个线圈来产生外部磁场。
（2）放大电路模块：这个模块用于放大感应电流，并将其转换为数字信号。
我们可以使用运算放大器和ADC芯片来实现这个模块。
（3）控制模块：这个模块用于控制整个金属探测器的工作。
我们可以使用单片机来实现这个模块。
3. 程序编写最后，我们需要编写程序来实现金属探测器的功能。
具体来说，我们需要编写以下几个函数：（1）初始化函数：用于初始化单片机和外部硬件设备。
（2）磁场发生函数：用于产生外部磁场。
（3）ADC采样函数：用于采样并转换感应电流信号。
（4）数据处理函数：用于处理采样到的数据，并判断是否检测到金属物品。
（5）控制函数：用于控制整个金属探测器的工作流程。
四、课程设计步骤1. 硬件设计首先，我们需要进行硬件设计。
金属探测器教案
金属探测器地铁人这么多，要怎么防止坏人把危险物品带进地铁站？我们搭地铁的时候工作人员拿着扫包包的东西有什么用？实验目的：1.学会组装金属探测器。
2.明白金属探测器原理：金属影响磁场，引发探测器发出鸣声3.感应电流：闭合电路中磁场变化产生的电流。
4.培养儿童细心观察的精神。
5.培养动手能力。
小朋友需要：●兵兵有礼金属探测器实验套装●硬币●厚纸片●塑料片●薄布●白纸●彩色笔教案设计：STEAM：Sience：科学小知识。
Technology：认识器材各局部组成。
Engineering：自己动手组装器材。
Art：绘本阅读，自己动手完成涂色书。
Mathematics：实验数据记录，形成数字意识。
课堂能力关键：1.让所有孩子自己动手完成器材组装，培养动手能力，手眼协调。
2.课堂提问互动环节中，要让每个孩子都参与进来。
3.总结环节中，鼓励每个孩子答复并解释原理，培养语言表达能力及瞬间记忆能力，锻炼胆量，敢于在所有孩子面前表现自己，展现自己。
4.在组装过程中，要让孩子形成互相帮助的意识，导师需要引导孩子帮助未完成的孩子。
5.在实验过程中，注意孩子们的行为及语言标准，导师也要注意自身教学用语；防止进度较慢的孩子失去自信心或实验兴趣。
6.实验环节中，鼓励孩子提出更多问题，并帮助进行实验。
锻炼孩子提出问题的能力及解决问题的能力。
一、热身小活动①信号干扰魔法老师拿出一台可以正常工作的收音机，调到一个可以清楚收到电台节目的频率，让孩子们试一下在不接触收音机的情况下让收音机不能正常播放。
引导孩子们用纸片，用手挡住天线的方向等方法阻挡信号。
拿出一节电池以及一条导线，告诉孩子们注意，要施展魔法了，让电池短路并用电池的任意一极和导线相互摩擦，此时收音机的信号收到干扰，不能正常工作。
以传授魔法的方式让孩子们动手试着操作，感受到电磁的存在，引入课堂。
②指南针不指南老师拿出一个指南针，让孩子们传着看，试着通过旋转的方式让指南针的针偏移方向。
金属探测仪教学设计方案
一、教学目标1. 知识目标：使学生了解金属探测仪的基本原理、构造及工作原理，掌握金属探测仪的使用方法和操作技巧。
2. 能力目标：培养学生运用金属探测仪进行考古、金属回收等实际操作的能力，提高学生的动手实践能力。
3. 情感目标：激发学生对科学技术的兴趣，培养学生的团队合作精神和创新意识。
二、教学内容1. 金属探测仪的基本原理：电磁感应原理、交流电原理等。
2. 金属探测仪的构造：线圈、放大器、显示屏、电池等。
3. 金属探测仪的工作原理：发射电磁波，接收反射回来的电磁波，通过信号处理判断金属物体。
4. 金属探测仪的使用方法与操作技巧：现场勘查、信号分析、数据记录等。
5. 金属探测仪的应用领域：考古、金属回收、地下管线探测等。
三、教学过程1. 导入新课：通过展示一些金属探测仪在实际应用中的图片和视频，激发学生的学习兴趣。
2. 课堂讲解：（1）金属探测仪的基本原理：电磁感应原理、交流电原理等。
（2）金属探测仪的构造：线圈、放大器、显示屏、电池等。
（3）金属探测仪的工作原理：发射电磁波，接收反射回来的电磁波，通过信号处理判断金属物体。
3. 实践操作：（1）讲解金属探测仪的使用方法与操作技巧。
（2）分组进行实践操作，让学生熟悉金属探测仪的使用。
4. 课堂总结：（1）回顾本节课所学内容，强调重点。
（2）布置课后作业，要求学生完成金属探测仪的使用报告。
四、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的学习态度、参与程度等。
2. 实践操作：评估学生在实践操作中的熟练程度、解决问题的能力等。
3. 课后作业：检查学生完成金属探测仪使用报告的情况，了解学生对本节课知识的掌握程度。
五、教学反思1. 优化教学内容，使教学内容更加贴近实际应用。
2. 加强实践操作环节，提高学生的动手实践能力。
3. 注重培养学生的团队合作精神和创新意识，激发学生的学习兴趣。
4. 关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保教学效果。
金属探测器制作课程设计
金属探测器制作课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属探测器的基本原理，掌握相关的电磁学知识。
2. 学生能描述金属探测器各部分的组成及其功能。
3. 学生能掌握基本的电路连接和调试方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立设计并制作简单的金属探测器。
2. 学生能在实践中学会使用工具，如焊接、测量等，培养动手操作能力。
3. 学生能通过实验和调试，分析问题并解决制作过程中遇到的技术难题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的热爱，增强对物理学科的兴趣。
2. 学生在团队合作中学会相互尊重、沟通与协作，培养团队精神。
3. 学生在实践过程中，学会面对困难和挑战，培养勇于探究、锲而不舍的精神。
课程性质：本课程为实践性课程，注重培养学生的动手操作能力、创新思维能力和团队协作能力。
学生特点：初中生，具有一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手实践，但部分学生对电路知识掌握不足。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与制作过程，培养解决实际问题的能力。
同时，关注个体差异，给予不同学生个性化的指导和支持。
通过课程目标的分解，使学生在学习过程中达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 金属探测器原理学习：- 电磁感应原理- 金属探测器工作原理- 探测器各部分功能及相互关系2. 电路知识掌握：- 基本电路元件识别与功能- 电路连接与调试方法- 安全用电常识3. 制作金属探测器：- 设计探测器电路图- 选择合适的材料与工具- 指导学生进行电路焊接、组装和调试4. 实践操作与问题分析：- 学生分组进行金属探测器制作- 实践中遇到问题的分析及解决- 成果展示与评价教材章节关联：- 《物理》教材中关于电磁学相关章节- 《电子技术》教材中关于基本电路元件及电路连接的章节教学内容安排与进度：- 原理学习与电路知识掌握（2课时）- 制作金属探测器（3课时）- 实践操作与问题分析（2课时）- 成果展示与评价（1课时）教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，确保学生在实践中掌握金属探测器制作的基本知识和技能。
XND-H8-012金属探测器(教案)
XND-H8-012金属探测器课程级别课程编号授课时间班级人数授课教师H8级XND-H8-01290分钟一、教学目标：1、科学知识（1）金属探测器金属探测器利用了电磁感应的原理，打开开关后电流会通过缠绕在一起的铜线圈，产生迅速变化的感应磁场。
这个磁场能感应到金属物体内部产生的涡电流，涡电流又会产生磁场，倒过来影响到原来的磁场，引发探测器发出鸣声。
（2）金属探测器灵敏度不仅能够近距离的探测金属，还能远距离的探测金属。
打开金属探测器开关调钮，保持位置不动，只能够贴近金属物质才能够报警；将调钮推到底，此时金属探测器的电流加大，通过铜线圈产生的磁场感应能力也加大，所以离开金属物体一定距离也能探测到了。
2、思维能力观察：学生观察老师做好的金属探测器，以及它的工作方式。
分析：金属探测器为什么能够探测到金属，金属探测器探测金属的灵敏度跟什么因素有关？探究：（1）验证金属探测器具有探测金属的特性。
（2）验证影响金属探测器的灵敏度，了解金属探测器探测金属的灵敏度跟电流的大小有关。
3、实验：制作金属探测器。
二、教学准备1、课前教具准备教师演示用具学生用具工具材料工具材料工具包本课实验成品工具包本课实验套件2、课前教师备课准备为了让学生更好地了解到金属探测器的作用，老师可以给大家讲试一下生活中的金属。
并给大家展示一些危险的金属制品，让学生了解金属探测器的对我们生活的重要性。
三、教学设计1、导入：生活中有哪些金属？有哪些金属具有危险性呢？假如金属藏起来,我们可以用什么样的方法来把它给找出来呢？2、兴趣点：金属探测器能够探测到金属的存在，调动开关钮，增大电流，可以加强金属探测器的灵敏度。
3、引导质疑：金属探测器为什么能够探测到金属呢？为什么金属探测器的灵敏度可大可小呢？4、探究验证：演示实验一1、实验目的验证金属探测器具有探测金属的特性。
2、实验器材本课实验套件、金属制品、铅笔、塑料尺。
3、实验记录套件实验内容实验现象实验结论将金属探测器靠近金属发出报警声金属探测器只有遇到金属时才能发出报警声将金属探测器靠近铅笔没发出报警声将金属探测器靠近塑料尺没发出报警声演示实验二1、实验目的验证影响金属探测器的灵敏度的因素。
单片机金属探测器课程设计
单片机金属探测器课程设计
单片机金属探测器课程设计是一门电子工程学科，旨在设计并实现一种具有金属探测功能的电子器件。
该设计主要涉及到硬件和软件两个方面的内容。
硬件方面，需要选择合适的传感器和控制模块。
传感器可以是金属感应线圈，用于检测磁场变化，也可以是热释电传感器，用于检测金属物品的温度变化。
控制模块可以选用单片机，通常使用基于AT89C2051的单片机，具有较高的性能和可靠性。
电路设计需要根据传感器的类型进行相应的电路设计，如信号放大电路和信号处理电路等。
软件方面，需要编写单片机程序。
程序需要对传感器检测到的信号进行处理，并输出相应的结果。
通常使用C语言进行编程，包括硬件初始化、数据采集、数据处理和输出等功能。
程序需要具有较好的抗干扰能力和响应速度。
总体而言，单片机金属探测器课程设计需要考虑到电路设计和程序设计两个方面，同时需要注意器件的选用和电路的稳定性。
金属检测实验报告
《感测技术》课程设计题目：金属探测器的制作学号姓名：刘长军刘倩倩刘嘉威刘校罗林李鑫林祥祥林晗老师：袁新娣时间：2013年11月引言认识金属探测器金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。
比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测，以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等伤害性违禁金属物品;工业部门(包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂)也使用金属探测器对出入人员进行检测，以防止贵重金属材料的丢失;目前，就连考试也开始启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊。
由此可见，金属探测器对工业生产及人身安全起着重要的作用。
而为了能够准确判定金属物品藏匿的位置，就需要金属探测器具有较高的灵敏度。
目前。
国外虽然已有较为完善的系列产品，但价格及其昂贵；国内传统的金+ .属探测器则是利用模拟电路进行检测和控制的，其电路复杂，探测灵敏度低，且整个系统易受外界干扰。
一、设计目的1、进一步了解和运用涡流效应的原理。
2、了解电容三点式振荡电路原理。
二：任务和要求1、任务：设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子。
2、探测器性能要求：（1）工作温度范围：-40℃——+50℃。
（2）连续工作时间：一组5号干电池可连续工作40h（小时）。
（3）要求当有金属靠近传感器时相应的电路会发出警报。
（4）探测距离在20mm以内。
三、总方案设计1、元器件的准备电路中的NPN型三极管型号为9014,三极管VT1的放大倍数不要太大，这样可以提高电路的灵敏度。
VD1-VD2为1N4148。
电阻均为1/8W。
金属探测器的探头是一个关键元件，它是一个带磁心的电感线圈。
磁心可选Φ10的收音机天线磁棒，截取15mm，再用绝缘板或厚纸板做两个直径为20mm 的挡板，中间各挖一个Φ10mm的孔，然后套在磁心两端，如图1所示。
最后Φ0.31的漆包线在磁心上绕。
金属探测器设置课程设计
金属探测器设置课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属探测器的基本原理，掌握其操作流程。
2. 学生能描述金属探测器在探测不同金属时的反应差异。
3. 学生能了解金属探测器在现实生活中的应用领域。
技能目标：1. 学生能正确使用金属探测器进行金属探测，掌握调整灵敏度、选择探测模式等操作。
2. 学生能通过实验和观察，分析金属探测器的探测结果，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学探索的兴趣，增强对物理学科的认识和热爱。
2. 学生了解金属探测器在科技发展和社会进步中的作用，提高社会责任感和使命感。
3. 学生通过合作学习，培养团队协作能力和沟通能力。
课程性质：本课程为物理学科实践活动，结合理论知识和实际操作，培养学生实践探究能力。
学生特点：八年级学生对物理现象有较强的好奇心，具备一定的物理知识和实验能力，但操作技能有待提高。
教学要求：注重理论与实践相结合，关注学生操作技能的培养，提高学生的科学素养。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 金属探测器的基本原理：- 电磁感应原理- 金属探测器的工作流程2. 金属探测器的操作与使用：- 金属探测器的结构组成- 操作步骤及注意事项- 调整灵敏度和选择探测模式的方法3. 金属探测器在不同金属探测中的应用：- 探测不同金属时的反应差异- 影响探测效果的因素4. 金属探测器在实际生活中的应用案例：- 案例分享- 应用领域讨论教学大纲：第一课时：金属探测器的基本原理与操作流程第二课时：金属探测器的操作与使用方法第三课时：金属探测器在不同金属探测中的应用及影响因素第四课时：金属探测器在实际生活中的应用案例及讨论教学内容关联教材章节：- 八年级物理教材第四章：电磁感应- 八年级物理教材实验活动：金属探测器制作与实验教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节和实验活动，确保学生能够掌握金属探测器的相关知识。
同时，教学进度安排合理，保证学生有足够的时间进行实践操作和讨论。
金属探测器的课程设计
金属探测器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解金属探测器的基本原理，掌握其工作方式和应用领域。
2. 学生能描述电磁感应现象，并解释其在金属探测器中的作用。
3. 学生能了解不同金属对电磁感应的影响，辨别金属探测器的响应差异。
技能目标：1. 学生能够操作金属探测器，进行简单的探测活动，并准确记录探测结果。
2. 学生能够通过实验分析，提高解决问题的能力，培养动手实践和团队协作技巧。
3. 学生能够运用科学方法，设计简单的探测实验，进行数据收集和初步分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学探索的兴趣，激发对物理学科的好奇心与热情。
2. 学生在学习过程中，树立安全意识和正确使用仪器的责任感。
3. 学生通过团队合作，学会尊重他人意见，培养分享和互助的品质。
4. 学生通过实践，体会科技在生活、社会中的应用，增强对科技创新的认识和重视。
本课程设计针对初中物理学科，依据学生年级特点，结合课程性质和教学要求，将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标相结合。
课程旨在通过金属探测器这一实际应用，帮助学生深入理解物理概念，提升实践操作能力，同时培养科学精神和合作意识，为学生后续学习打下坚实基础。
二、教学内容本课程以人教版初中物理教材相关章节为基础，结合以下教学内容：1. 电磁感应基本原理：介绍法拉第电磁感应定律，引导学生理解闭合电路中导体切割磁感线产生电流的现象。
2. 金属探测器原理与结构：讲解金属探测器的工作原理，包括电磁感应、信号放大、指示器等部分，并展示金属探测器的实物结构。
3. 金属探测器应用实例：介绍金属探测器在考古、安检、工业探测等领域的应用。
4. 实践操作：组织学生分组进行金属探测器操作，进行实地探测活动，学习如何正确使用金属探测器。
5. 数据记录与分析：指导学生记录探测数据，学习分析探测结果，探讨不同金属的探测响应差异。
6. 安全教育：强调在使用金属探测器过程中的安全注意事项，培养学生安全操作的意识。
金属探测器开题报告
金属探测器开题报告1. 引言金属探测器是一种常见的电子产品，可以用于探测和检测隐藏在地下或深海中的金属目标。
它被广泛应用于土壤勘探、矿产开发、文物保护等领域。
本文将介绍我们开发的金属探测器的设计思路、原理以及预期的应用场景。
2. 设计思路我们设计的金属探测器主要采用电磁感应原理来探测金属目标。
传感器部分由发射线圈和接收线圈组成，发射线圈产生变化的磁场，接收线圈用于检测磁场的变化。
当金属目标进入感应区域时，金属目标会改变感应区域的磁场分布，进而在接收线圈中诱导出电流。
通过测量接收线圈中的电流变化，我们可以判断是否存在金属目标。
为了提高探测的精确度和灵敏度，我们将使用数字信号处理技术。
通过采集接收线圈中的电流信号，并通过模数转换器将其转换为数字信号，然后使用数字信号处理算法来分析信号，进一步提取出金属目标的信息。
3. 系统架构我们的金属探测器系统主要由以下几个模块组成：3.1 发射线圈发射线圈负责产生变化的磁场。
我们将采用多层螺线圈的结构来增强磁场的强度和稳定性。
发射线圈由驱动电路和稳压电路组成，通过驱动电路提供电流给线圈，稳压电路保证线圈驱动电流的稳定性。
3.2 接收线圈接收线圈负责检测磁场的变化。
类似于发射线圈，接收线圈也采用多层螺线圈的结构。
接收线圈将感应到的电流信号传递给模数转换器进行数字化处理。
3.3 模数转换器模数转换器将接收线圈中的模拟信号转换为数字信号。
我们选择高精度的模数转换器，以保证信号的准确度和抗干扰能力。
3.4 数字信号处理算法数字信号处理算法用于分析模数转换器输出的数字信号。
我们将使用FFT算法进行频谱分析，并通过特定的信号处理算法识别金属目标的特征。
3.5 用户界面用户界面用于显示探测结果和进行控制操作。
我们计划使用LCD显示屏和按键开关来实现用户界面。
4. 预期的应用场景我们的金属探测器可以应用于多个领域，包括但不限于以下几个方面：4.1 土壤勘探在农业领域，我们的金属探测器可以用于检测土壤中的金属杂质，帮助农民找到金属异物并进行清理，保证农作物的质量和产量。
金属探测仪课程设计报告
东北石油大学课程设计2010年7 月30日东北石油大学课程设计任务书课程数字显示仪表课程设计题目数字压力显示仪表的制作专业姓名学号主要内容：在面包板上安装一台单片A/D转换器7107或7106组成的0~2V通用表头。
配接压力传感器（应变片式、扩散硅式或其它类型压力传感器），制成数字压力显示仪表。
基本要求：（1）根据实验室所提供的元件、材料，设计并描绘电路接线图。
最后在面包板上接插显示仪表的电路。
（2）由于元件、材料要反复使用，在接插过程中要小心，不要故意破坏元件。
（3）在整个课程设计中，要学会实验室基本仪器、工具有使用方法。
（4）各小组配备的万用表、工具精心使用，如有故意损坏、丢失、要按价赔偿。
参考资料：[1]刘润华,刘立山.模拟电子技术[M].山东：石油大学出版社,2003.[2]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社,1997.[3]孙肖子,刘刚等.传感器及应用[M].北京：电子工业出版社,1996.[4]徐爱钧.智能化仪表测量控制原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社,1995. 完成期限2010.7.19～2010.7.30指导教师专业负责人2010年7 月12日目录1 任务和要求 (1)2 总体方案设计与选择 (1)2.1 高频振荡器探测金属 (1)2.2 场强识别探测金属 (1)2.3 六反相器数字集成电路探测金属 (2)3 电路总原理框图设计 (2)4 单元电路设计 (3)4.1 直流电源及振荡、检波电路设计方案 (3)4.2 前置放大电路设计方案 (4)4.3 电压-电流变换电路 (5)4.4 电流-频率变换电路 (6)4.5 直流电源欠压报警电路 (6)5 单元电路的级联设计 (7)6 设计总结 (7)参考文献 (8)附录 (1)1任务和要求(1)任务：设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子(2)探测器性能要求工作温度范围：-40℃——+50℃连续工作时间：一组5号干电池可连续工作40h（小时）。
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《感测技术》课程设计
题目：金属探测器的制作
学号姓名：刘长军刘倩倩刘嘉威刘校
罗林李鑫林祥祥林晗
老师：袁新娣
时间：2013年11月
引言
认识金属探测器
金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，己被广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。
比如在机场、大型运动会(如奥运会)、展览会等都用金属探测器来对过往人员进行安全检测，以排查行李、包裹及人体夹带的刀具、枪支、弹药等伤害性违禁金属物品;工业部门(包括手表、眼镜、金银首饰、电子等生产含有金属产品的工厂)也使用金属探测器对出入人员进行检测，以防止贵重金属材料的丢失;目前，就连考试也开始启用金属探测器来防止考生利用手机等工具进行作弊。
由此可见，金属探测器对工业生产及人身安全起着重要的作用。
而为了能够准确判定金属物品藏匿的位置，就需要金属探测器具有较高的灵敏度。
目前。
国外虽然已有较为完善的系列产品，但价格及其昂贵；国内传统的金+
.属探测器则是利用模拟电路进行检测和控制的，其电路复杂，探测灵敏度低，且整个系统易受外界干扰。
一、设计目的
1、进一步了解和运用涡流效应的原理。
2、了解电容三点式振荡电路原理。
二：任务和要求
1、任务：设计一种可准确探测小范围内是否存在金属物体的电子。
2、探测器性能要求：
（1）工作温度范围：-40℃——+50℃。
（2）连续工作时间：一组5号干电池可连续工作40h（小时）。
（3）要求当有金属靠近传感器时相应的电路会发出警报。
（4）探测距离在20mm以内。
三、总方案设计
1、元器件的准备
电路中的NPN型三极管型号为9014,三极管VT1的放大倍数不要太大，这样可以提高电路的灵敏度。
VD1-VD2为1N4148。
电阻均为1/8W。
金属探测器的探头是一个关键元件，它是一个带磁心的电感线圈。
磁心可选Φ10的收音机天线磁棒，截取15mm，再用绝缘板或厚纸板做两个直径为20mm的挡板，中间各挖一个Φ10mm 的孔，然后套在磁心两端，如图1所示。
最后Φ0.31的漆包线在磁心上绕。
如果不能自制，也可以买一只6.8mH的成品电感器，但必须是那种绕在“工”字形磁心上的立式电感器，而且电感器的电阻值越小越好。
2、电路的制作与调试
图2是金属探测器电原理图图，组装前将所用元器件的管脚引线处理干净并镀上锡。
对照三个图，依次将电阻器、二极管、电容器、三极管、发光二极管、微调电阻器焊到电路板上，再将电感探头连接到电路板上。
电路装好，检查无误就可以通电调试。
接通电源，将微调电阻器R8的阻值由大到小慢慢调整，直到发光二极管亮为止。
然后用一金属物体接近电感探头的磁心端面，这时发光二极管会熄灭。
调整微调电阻器R8可以改变金属探测器的灵敏度，微调电阻器R8的阻值过大或过小电路均不能工作。
如果调整得好，电路的探测距离可达20mm。
但要注意金属探测器的电感探头不要离元器件太近，在装盒时不要使用金属外壳。
S L16.8mH 1
3C20.01uf 0.01uf CAP NP R13.3k R2
3.3k R36.8k R4100R6
680k
R72M R85.1k C4
0.1uf C50.1uf C72.2uf Q1A TR_2_IS_N_A 312
Q1B TR_2_IS_N_A 645
Q2A TR_2_IS_N_A 31
20.01uf
CAP NP
D1DIODE D2DIODE D3LED 5V
图2 金属探测器总原理图
3、电路工作原理
涡流效应
图3涡流传感器结构图
根据电磁理论，我们知道，当金属物体被置于变化的磁场中
时，金属导体内就会产生自行闭合的感应电流，这就是金属的涡流效应。
涡流要产生附加的磁场，与外磁场方向相反，削弱外磁场的变化。
据此，将一交流正弦信号接入绕在骨架上的空心线圈上，流过线圈的电流会在周围产生交变磁场，当将金属靠近线圈
时，金属产生的涡流磁场的去磁作用会削弱线圈磁场的变化。
金属的电导率σ越大，交变电流的频率越大，则涡电流强度越大，对原磁场的抑制作用越强。
通过以上分析可知，当有金属物靠近通电线圈平面附近时，无论是介质磁导率的变化，还是金属的涡流效应均能引起磁感应强度B的变化。
对于非铁磁性的金属[包括抗磁体(如:金、银、铜、铅、锌等)和顺磁体(如锰、铬、钦等) μr1≈，σ较大，可以认为是导电不导磁的物质，主要产生涡流效应，磁效应可忽略不计；对于铁磁性金属（如：铁、钴、镍）μr很大，σ也较大，可认为是既可导电又导磁的物质，主要产生磁效应，同时又有涡流效应。
金属探测器电路中的主要部分是一个处于临界状态的振荡器，当有金属物品接近电感L（即探测器的探头）时，线圈中产生的电磁场将在金属物品中感应出涡流，这个能量损失来源于振荡电路本身，相当于电路中增加了损耗电阻。
如果金属物品与线圈L较近，电路中的损耗加大，线圈值降低，使本来就处于振荡临界状态的振荡器停止工作。
从而控制后边发光二极管的亮灭。
在这个电路中三极管VT1与外围的电感器和电容器构成了一个电容三点式振荡器用如图4所示。
VT1的静态工作点：
取R6=6.8K（电位器）,R2=3.3K,VBQ=0.5VCC。
当图2中三极管基极有一正信号时，由于三极管的反向作用使它
的集电极信号为负。
两个电容器两端的信号极性通过电容器的反馈，三极管基极上的信号与原来同相，由于这是正反馈，所以电路可以产生振荡，R8和R1的存在，消弱了电路中的正反馈信号，使电路处于刚刚起振的状态下。
S L1
6.8mH 1
3C20.01uf 0.01uf CAP NP
R1
3.3k 0.01uf
CAP NP
图4 电容三点式振荡电路
理论计算振荡器的频率为：
（C 是C1，C2的串联）
金属探测器的振荡频率约为40KHz ，主要由电感L 、电容器C1、C2决定。
调节电位器R8减小反馈信号，使电路处在刚刚起振的状态。
电阻器R6是三极管VT1的基极偏置电阻。
微弱的振荡信号通过电容器C4、电阻器送到由三极管VT2、电阻器R3、R9及电容器C5等组成的电压放大器进行放大。
然后由二极管VD1和VD2进行半波整流，电容器C7进行滤波。
整流滤波后的直流
电压使三极管VT3导通，它的集电极为低电平，发光二极管VD3亮。
在金属探测器的电感探头L接近金属物体时，振荡电路停振，没有信号通过电容器C4，三极管VT3的基极得不到正电压，所以三极管VT3截止，发光二极管熄灭。
100
图5 发光二极管检测电路
四、原件清单
NPN9014 3个
0.01uF无极性电容3个
0.1uF电容2个
202uF电容1个
自制电感线圈1个
二极管1N4004 2个
发光二极管1个
6.8K电阻1个
6.8K变阻器1个
3.3K电阻2个
100欧姆电阻1个
2M电阻1个
5.1K变阻器1个
9K电阻1个
五、本次课程设计的心得体会
课程设计是一个重要的教学环节，也是对学生综合素质的一次考核，所要完成的任务对每个同学来说都是一次挑战。
通过这次课程设计不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。
而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。
使我的综合能力有了一个很大的提高。
这次课程设计金属探测器的电路图虽然比较简单，但真正要实现预期的功能还是有一定的困难，因此最后的结果不是很理想。
此次课成设计的完成是我们团队合作的成果，一起设计电路，选择元器件，购买元器件，直到电子文档的完成，团队精神是我们最大的收获！
当然在此期间也向我们的授课老师袁老师请教了许多的问题，在此表示感谢！
五、参考文献
【1】陈有卿《实用电子制作精选[M]》北京：机械工业出版社，1994.11
【2】张凤言《电子电路基础[M]》北京：高等教育出版社，1995
【3】电子电路百科全书编辑组《电子电路百科全书[M]》北京：科学出版社，1988
【4】彭介华《电子技术课程设计指导[M]》高等教育出版社，1997
【5】李哲英等《实用电子电路设计[M]》北京：电子工业出版社,1997。