金属探测器课程设计
金属探测器的设计
探测阈值可以通过实验和校准来确定，以确保探测器在不同环境和工作条件下都能 保持稳定的性能表现。
03
金属探测器的结构设计
探测线圈设计
探测线圈
是金属探测器的核心部件，负责产生磁场并检测金属物体。 线圈通常由绕组组成，可以感应到金属物体产生的涡流， 从而检测到金属的存在。
外观与结构设计
外观设计
金属探测器的外观设计应简洁美观， 同时要考虑到人机交互和操作便捷性。
结构设计
金属探测器的结构设计应合理，能够 保证探测线圈和电路板等部件的稳定 性和可靠性。同时，结构设计还应考 虑到防水、防尘等环境因素。
04
材料选择与性能优化
线圈线材选择
线圈线材的导电性能
选择导电性能良好的线材，以确保探测器能够快速、准确地检测 到金属物体。
金属探测器的设计
• 引言 • 金属探测器的工作原理 • 金属探测器的结构设计 • 材料选择与性能优化 • 应用场景与案例分析 • 未来发展趋势与挑战
01
引言
目的和背景
目的
金属探测器是一种用于检测金属物体的设备，广泛应用于安全检查、考古、矿产勘探等领域。设计金属探测器的 目的是为了快速、准确地检测出目标金属，提高工作效率和安全性。
率，并进行相应的优化。
测试稳定性与可靠性
03
长时间运行测试和恶劣环境下的测试，以评估探测器的稳定性
和可靠性，并进行必要的改进。
05
应用场景与案例分析
安全检查领域应用
机场安检
金属探测器被广泛应用于机场安全检查，用于检测乘客和行李中 的金属物品，如枪支、刀具等违禁品。
监狱安全
金属探测器
课程设计（论文）任务及评语目录第1章金属探测器设计方案论证 (1)1.1金属探测器的应用意义 (1)1.2金属探测器设计的要求及技术指标 (1)1.3 设计方案论证 (1)1.4 总体设计方案框图及分析 (2)第2章金属探测器整体电路设计 (2)2.1整体电路图及工作原理、调试与使用方法 (2)2.1.1整体电路图 (3)2.1.2工作原理 (4)2.1.3调试与使用方法 (6)2.2电路参数计算 (6)2.3 整机电路性能分析 (7)第3章设计总结 (7)参考文献 (8)附录 (8)第一章金属探测器设计方案论证1.1金属探测器的应用意义金属探测器是一种专门用来探测金属的仪器.适用于探测木材、塑料和其他非金属中残存的铁钉及其他金属物,探测埋入地下和建筑物中的管道和钢筋,也可以用来检查邮包中隐藏的金属武器,还可以用于工厂企业对金属物品的防窃和海关对走私物品的排查.在国防公安海关地质冶金等部门都有着广泛的应用.它除了用于探测有金属外壳或金属部件的地雷之外，还可以用来探测隐蔽在墙壁内的电线、埋在地下的水管和电缆，甚至能够地下探宝，发现埋藏在地下的金属物体。
·1.2金属探测器设计的要求及技术指标设计要求：1 .分析设计要求，明确性能指标。
必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。
对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。
在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
技术指标:1. 为了精确需要克服物料磁性影响的要求，由于金属探测利用了电磁感应原理，因此，如物料本身具有一定的导磁性将影响探测结果.2. 为了提高检测精度需要提高检测精度的要求，混在物料中的金属常常形状大小各异，而且在物料较厚时可能被埋在物料下，因此金属探测器需要有较高的检测精度．为了提高检测精度，对于利用频率变化原理进行检测的差拍式金属探测器，需要提高电压、电流频率，但频率增加会使探测器受到线圈分布电容及工作环境的影响。
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。
简易金属探测器设计方案与实现
简易金属探测器设计与实现一、目的要求制作简易金属探测器，为了用于安全检查、搜查身上的金属制品，包括手机、管制刀具等，还可以设计制作出汽车探测、流量统计、电梯楼层控制、生产设备位置检测、生产设备开发设计、电子产品设计、游乐设备开发、金属接近开关、人体内金属探测。
本设计采用双面玻纤印刷电路板制作了电感传感器，通过高频振荡电路、检测电路、音频振荡电路构成简易金属探测器。
通过学习传感器原理及应用理论课程，应用电涡流传感器知识，进行简易金属探测课程设计，对常用元件器的识别与检测、电子产品的装配与焊接能力、基本电路的分析及应用能力，同时增强对电子产品调试与维修能力、常用检测仪器仪表的使用与操作能力，提高分析问题解决实际工程问题的能力。
（绘制电路图、仿真调试，安装实物、实物调试、数据测试，绘制数据表或曲线图，绘制PCB电路板）二、工作原理金属探测器的设计是根据电涡流传感器探测线圈靠近金属物体时，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振，控制音频振荡输出至蜂鸣器，根据蜂鸣器声音有无，提示是否探测到金属。
系统主要由高频振荡电路、检测电路、音频振荡报警输出三部分电路组成，详见图1所示。
高频振荡电路检测电路音频振荡电路图1、简易金属探测器工作原理图工作原理： Q1、L1、L2、C2、C3、R1、W组成高频振荡电路，调节电位器W，可以改变振荡级增益，使振荡器处于临界振荡状态，也就是说刚好使振荡器起振。
Q2、Q3组成检测电路，电路正常振荡时，振荡电压交流电压超过0.6V时,Q2就会在负半周导通将C4放电短路，结果导致Q3截止；当探测线圈L1靠近金属物体时，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振，使Q2截止，R2给C4充电，Q3导通，给Q4、Q5组成的音频振荡电路供电工作，推动蜂鸣器发声。
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。
基于单片机的金属探测器设计任务书
基于单片机的金属探测器设计任务书任务书课程名称：嵌入式系统设计设计主题：基于单片机的金属探测器设计设计要求：1. 设计一个金属探测器系统，能够准确探测到地下埋藏的金属物体。
2. 使用单片机作为控制核心，实现金属探测器的信号处理和控制功能。
3. 系统需要具备以下功能：a. 能够检测到金属物体的存在并发出相应的信号或提示。
b. 能够显示金属物体的信号强度或距离信息。
c. 能够调节灵敏度以适应不同场景下的金属探测需求。
d. 操作简便、实用可靠。
4. 设计需要考虑以下方面：a. 金属探测器的硬件设计，包括传感器选择、放大电路设计等。
b. 信号处理算法的设计和实现。
c. 用户界面设计，包括显示屏、按键等。
d. 可靠性和稳定性的考虑。
5. 设计过程中需要进行模拟实验和调试，确保系统功能的正确实现。
6. 编写完整的设计报告，包含设计思路、原理图、代码、实验结果等内容。
评分标准：1. 设计的功能完整性和实用性。
2. 硬件设计和信号处理算法的正确性和稳定性。
3. 系统的可靠性和灵敏度可调性。
4. 设计报告的完整性和技术水平。
时间安排：1. 第1-2周：了解金属探测器的原理和常用技术。
2. 第3-4周：进行硬件设计，包括传感器选择和放大电路设计。
3. 第5-6周：进行信号处理算法的设计和实现。
4. 第7-8周：进行用户界面设计和系统集成。
5. 第9-10周：进行模拟实验和调试。
6. 第11-12周：编写设计报告并进行论文答辩。
备注：以上时间安排仅为参考，具体时间安排可根据实际情况进行调整。
设计任务书（续）任务名称：基于单片机的金属探测器设计任务要求与评分标准：1. 手动和自动调节灵敏度功能：提供手动调节灵敏度的按钮，以便用户根据需要进行灵敏度的调整。
同时，实现自动调节灵敏度的功能，使系统可以根据探测环境的不同自动进行灵敏度的调节。
评分标准：调节功能是否灵敏、切合实际探测需求，自动调节灵敏度功能是否准确、响应迅速。
2. 检测准确性和稳定性：确保金属探测器系统能够准确地识别金属物体，排除误报的可能性，并保持稳定的性能。
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。
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。
初中化学金属探测器教案
初中化学金属探测器教案
一、教学目标：
1.了解金属探测器的原理和结构。
2.掌握金属探测器的使用方法。
3.认识金属探测器在日常生活中的应用。
二、教学重点和难点：
重点：金属探测器的原理和结构。
难点：金属探测器的使用方法。
三、教学准备：
1.教学PPT。
2.金属探测器模型。
3.实验器材：金属样品。
四、教学过程：
1.引入：通过图片或视频展示金属探测器的实际应用场景，引发学生学习兴趣。
2.讲解金属探测器的原理和结构：讲解金属探测器是通过电磁感应原理来检测金属物体的，其结构主要包括发射器、接收器和控制器等部分。
3.实验演示：老师通过实验演示，展示金属探测器的工作原理和检测金属样品的过程。
4.讲解金属探测器的使用方法：详细介绍金属探测器的使用方法，包括开关机、调节灵敏
度等操作。
5.练习与讨论：让学生通过练习和讨论加深对金属探测器的理解，解决可能遇到的问题。
6.展示应用：展示金属探测器在不同场景下的应用，如安检、考古等。
7.作业布置：布置相关作业，巩固学生对金属探测器的理解。
五、教学反思：
本次教学通过理论讲解、实验演示和实际应用展示相结合的方式，帮助学生全面了解金属
探测器的原理、结构和使用方法，并引导学生思考金属探测器在日常生活中的应用意义。
同时，通过实验操作和讨论，提高学生的动手能力和合作意识。
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。
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。
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。
设计探测器教案
设计探测器教案教案标题：设计探测器教学目标：1. 理解探测器的概念和功能。
2. 掌握设计和制作简单的探测器的基本步骤。
3. 培养学生的动手实践和解决问题的能力。
4. 提高学生的科学观察和实验记录的技能。
教学资源：1. 材料：电池、导线、灯泡、开关、铝箔、纸板、铁丝等。
2. 工具：剪刀、胶带、铅笔、尺子等。
教学过程：引入活动：1. 激发学生对探测器的兴趣，引导他们思考探测器的作用和用途。
2. 展示一些常见的探测器，如烟雾探测器、金属探测器等，并解释它们的工作原理。
探索设计：1. 将学生分成小组，每组4-5人。
2. 提供一些材料和工具，让学生自由探索设计自己的探测器。
3. 引导学生思考以下问题：- 他们希望探测什么？如声音、光线、温度等。
- 他们的探测器如何工作？使用什么原理？- 他们需要哪些材料和工具来制作探测器？- 如何确保探测器的准确性和可靠性？设计制作：1. 学生根据自己的设计思路，选择合适的材料和工具开始制作探测器。
2. 教师在制作过程中提供必要的指导和帮助，确保学生的安全和正确操作。
测试和改进：1. 学生完成探测器的制作后，进行测试。
2. 学生可以使用不同的物体或条件来测试他们的探测器，记录测试结果。
3. 学生根据测试结果，分析探测器的性能和可能存在的问题，并进行改进。
展示和分享：1. 学生展示他们设计制作的探测器，并分享他们的设计思路和改进经验。
2. 学生可以互相交流和讨论，学习其他小组的设计和创意。
总结和评价：1. 教师引导学生总结他们在设计和制作过程中的收获和体会。
2. 学生可以撰写实验报告，包括设计思路、制作过程、测试结果和改进方案等。
3. 教师对学生的实验报告进行评价，给予积极的反馈和建议。
延伸拓展：1. 学生可以进一步改进和完善他们的探测器，并进行更复杂的探测实验。
2. 学生可以研究不同类型的探测器和其它相关的科学原理，拓宽他们的科学知识和技能。
教学反思：本教案通过设计探测器的活动，旨在培养学生的动手实践和解决问题的能力，同时提高他们的科学观察和实验记录的技能。
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。
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。
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课程 TI杯电子设计题目金属探测器主要内容：根据设计要求，运用所学的模拟电子技术及电路基础等知识，自行设计一种可以准确探测小范围内是否存在金属物体的电子装置，采用声音报警方式提示使用者附近存在金属物体或提示电池电力不足。
基本要求：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.探测距离大于20cm（金属物体越大，测距也越大，对1分硬币的探测距离是20cm）。
4.具有自动回零功能，并可抑制土壤效应。
主要参考资料：[1] 陈有卿.实用电子制作精选[M].北京：机械工业出版社，[2] 鹤壁市金属探测器厂撰文.金属探测器TC系列[J].北京电子报.1995年第22期[3] 张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，1995[4] 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[5] 房旭民撰文.一种高灵敏度的金属探测器[J].电子技术应用.1991年第9期[6] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].高等教育出版社，1997.[7] 李哲英等．实用电子电路设计[M]．北京：电子工业出版社,1997.完成期限——指导教师专业负责人2014年8 月14 日目录1 任务和要求1.任务设计并制作一个可自主移动的金属物体探测定位器（以下简称探测器），可探测置于玻璃板下的金属物体并给出定位指示。
该探测器需采用TI公司LDC1000电感/数字转换器评估板（AY-LDC1000）作为金属物体探头，探头上应有定位指针，以给出明显定位指示。
探头可在水平放置的玻璃板上移动。
用直径Φ2（mm）的铁丝围成约50cm×50c m的正方形闭合框作为探测区边界置于玻璃板下，示意图见图1。
无色透明普通玻璃板或有机玻璃板•金属物体•玻璃板下•探头进入区玻璃板下••铁丝方框•50cm50cm1 金属物体探测环境示意图图2.要求（1）在探测区域内某处（距探测边界≥5cm）玻璃下放置一枚直径约19mm的镀镍钢芯1角硬币（第五套人民币的1角硬币）。
探头能从探头进入区一侧任意指定位置和方向自行进入探测区（铁丝框包围区域）。
通过探测，定位指针应指在硬币边沿之内，探测定位速度越快越好，且探测定位总时间应不超过2分钟。
完成定位时给出声光指示，此后探头不得再移动。
（30分）（2）将1角硬币更换成直径约25mm的镀镍钢芯1元硬币（第五套人民币1元硬币），重复要求（1）的探测过程。
定位完成后，定位指针与硬币圆心之间的定位误差应控制在5mm以；探测定位速度越快越好，探测定位总时间不应超过2分钟。
完成定位时给出声光指示，此后探头不得再移动。
（30分）（3）将硬币改为自制圆铁环（用Φ2铁丝绕制），铁环外直径4cm。
重复要求（1）的探测过程，应使定位指针尽可能指向铁环圆心，定位误差应控制在5mm以内；完成定位时给出声光指示，此后探头不得再移动，探测定位总时间应不超过3分钟。
（30分）（4）其他自主发挥功能。
（10分）（5）设计报告。
（20分）项目主要内容分数系统方案系统结构、方案比较与选择4理论分析与计算探测器组成方案与工作原理分析、检测与控制算法6电路与程序设计电路设计，程序结构与设计5测试方案与测试结果测试结果及分析3设计报告结构及规范性摘要，设计报告正文的结构，公式、图表的规范性2总分202 总体方案设计与选择高频振荡器探测金属调节高频振荡器的增益电位器，恰好使振荡器处于临界振荡状态，也就是说刚好使振荡器起振。
当探测线圈L靠近金属物体时，由于电磁感应现像，会在金属导体中产生涡电流，使振荡回路中的能量损耗增大，正反馈减弱，处于临界态的振荡器振荡减弱，甚至无法维持振荡所需的最低能量而停振。
如果能检测出这种变化，并转换成声音信号，根据声音有无，就可以判定探测线圈下面是否有金属物体了。
体。
利用探头线圈产生交变电磁场在被测金属物中感应出涡流，涡流产生反作用于探头，使探头线圈阻抗发生变化，从而使探测器的振荡器振幅也发生变化。
该振幅变化量作为探测信号，经放大、变换后转换成音频信号，驱动音响电路发声，音频信号随被测金属大小及距离的变化而变化。
六反相器数字集成电路探测金属应用一块cMos 六反相器数字集成电路，作为放大电路的金属探测器，金属探测器的原理电路图如下：C4L 没有信号去抑制音频振荡器，所以音频振荡器工作，驱动扬声器发声。
使用时，接通电源后，仔细调整电位器RP 使扬声器刚刚不响．这时灵敏度较高，探测距离可达5mm ——20mm 。
方案一用到了高频振荡器，价格比较高，虽然探测的效果比较好，但是制作起来比较麻烦，不适合作为课程设计的选择。
方案三设计思路明确，结构合理，方案易于实现，但探测的距离过小，不能满足课题要求。
方案二只用到了简单的元件并且设计合理，既具备了方案一的优点又解决了方案三的不足。
因此选用方案三作为本课题的原理方案。
3 电路总原理框图设计金属探测器的原理框图如图3示。
图2 六反相器数字集成电4 单元电路设计直流电源及振荡、检波电路设计方案系统稳压电源采用集成三端稳压器CW79L05组成，其输入端接电池（-12V ），输出稳压值为-5V 。
采用变压器耦合正弦波振荡器、二极管3D 和电容5C 组成检波电路，原理如图4示。
当金属物体接近探头时，5L 的等效电感发生变化，谐振回路65能力很弱的变压器次级3L 两端的电压发生明显变化，经取样电感4L 及检波电路将此信号转换成直流探测信号输出。
部分元件参数选择：取21L L ：=1：5，32L L ：=1：150，5L =，6C =μF ，则f =。
前置放大电路设计方案前置放大电路用差动输入放大器组成，如图5示。
图4 直流电源及振荡、检波电路21C C 、可视作开路，由于参数对称，则0=vo 。
当I v 为脉动信号时（即在原检波输出电压基础上叠加脉动变化量I v ∆）。
2211C R C R 、组成差动积分电路（积分器负载电阻较大，其影响可忽略）由经典法得可求得5.32=t s 时，输出达最大值5.82=o v mV 。
随时间延长，o v 逐渐减小，1=t s 时，0≈o v V 。
可见前置放大器可抑制大于1s 的慢变干扰信号。
部分元件的选择：放大器选择DG747型号，电容C 3选择μF，电阻R 6取 100k Ω,R 1、R 2取10k Ω,R 3、R 4取1k Ω。
电压-电流变换电路电压-电流变换电路用运算放大器和三极管等组成电流负反馈电路，如图6所示。
电流- 电流-频率变换电路电流-频率变换电路的作用是将前级放大后的直流信号转换成音频信号，驱动耳机发出声响。
金属物体越大或者探头离金属物体越近，其输出的信号就越强，频率就越高。
采用CMOS 时基电路CH7555构成由输入电压控制的多谐振荡器，电路如图7示。
R 2图 6 电压-电流变换高，信号加大。
部分元件的选择：R5取Ω，R6取20kΩ，C3取μF，C2取μF，R1取1kΩ，R2取18kΩ。
直流电源欠压报警电路当电池电压v由-12V变至时，使三端稳压器输出稳压值产生较大偏差，应更换新T电池，故采用一检测报警电路告之用户。
报警电路如图8所示。
v当T，比探5频率变换器依照图3所示的顺序，采用直接耦合的方式连接，就构成了完整的金属探测器的原理图8 电源欠压报警电图，如附录图所示。
6 设计总结通过为期一周的课程设计，我深刻体会到了自己知识的匮乏。
我深深的感觉到自己知识的不足，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。
根本不知道在现实中还存在有很多问题。
真正的能将自己的所学知识转化为实际所用才是最大的收获，也就是说真正的能够做到学为所用才是更主要的。
设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比考试的时候考虑的多的多。
本次课程设计所设计的金属探测器基本符合设计要求，可以探测出20cm范围内的金属物体的存在，而且对于体积较大的金属物体，探测的范围会相应的增大，考虑到该装置使用电池供电，还设计了电源欠压提示功能，提醒用户及时更换电池。
设计电路时，要考虑到它的前因后果，用什么样的电路实现什么什么样的功能。
另外，还要考虑到电路的可行性，实用性等。
本次课程设计要求多学科知识综合应用，锻炼了设计者的动手能力，加深了对各个学科的理解和掌握，总之，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。
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，[2] 鹤壁市金属探测器厂撰文.金属探测器TC系列[J].北京电子报.1995年第22期[3] 张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，1995[4] 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[5] 房旭民撰文.一种高灵敏度的金属探测器[J].电子技术应用.1991年第9期[6] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].高等教育出版社，1997.[7] 李哲英等．实用电子电路设计[M]．北京：电子工业出版社,1997.附录东北石油大学课程设计成绩评价表指导教师：年月日。