电子设计竞赛：金属物体探测定位器
B题:金属物体探测定位器
摘要
本设计主要釆用STC89C51以及STM3 2单片机实现了金属物体探测定位器。探测装置山数据采集发送、数据接收处理两大模块构成。其中下位机数据采集装置，以51单片为核心，而上位机一数据接收处理装置得MCU则采用得就是S TM32单片机。数据采集金属物体探头釆用TI公司电感/数字转换器LDC1000,该探头在水平与竖直两组步进电机得驱动下实现在50cm*50 c m得水平玻璃板上自动扫描，检测到金属后，给出定位指示与声光报警。
关键词：金属探测；LDC1 0 0 0：步进电机；
1系统方案
系统方案框图如图1 一1所示。
掠制 图1-1系统方案框图
本设计方案得主体山数据采集发送模块、数据接收处理模块两大部分构成。如 图1—1所示，上位机模块，也就就是数据接收处理模块控制步进电机移动螺纹杆, 而螺纹杆上得下位机，即数据釆集模块，就会在5 0 c m*5O cm 得玻璃板上移动， 而在移动得同时，数据釆集模块在采集数据，同时不断将数据发送给上位机进行处理.
数据采集发送装置得设讣:数据采集模块在电机驱动下扫描玻璃板，并通过探头 检测金属。探测器釆用T I 公司得LDC 1000电感/数字转换评估板。该器件采用 就是非接触式得无磁芯技术-电感式感测，它提供了 16位得谐振阻抗与24位得电 感值，从而在位置感测应用中实现亚微米得分辨率。当LDC100 0接近金属时，阻 抗数值就会单调变化?发送装置得MCU 只负责采集数据,并将数据通过串口发送给 上位机进行处理，以判别就是否接近金属并检测圆心.
数据接收处理模块得设讣:数据接收部分主要采用STM 3 2为核心.该模块主要 任务为：接收采集模块发送得数据;对所接收数据进行处理判断;控制步进电机转动, 然后步进电机带动螺纹杆，从而控制LDC1 0 00探头移动。根据LDCI 0 0 0得响 应特性，在LDC100 0黑近金属时检测数值会变大，这时上位机得MCU 会根据数 据做出判断，并发送具体得数据给步进电机做出相应得反应.通过算法找到金属圆 心，并通过LED 与蜂鸣器进行声光报警等。
1.1步进电机驱动方案
RS232串 口 2 n ft ft 1/011 数計按收处理模块
秒采集发送镇块 串
口
发
送 LCD 屜示
方案一：恒电压驱动：单电压驱动就是指在电机绕组工作过程中，只用一个方向电压对绕组供电，多个绕组交替提供电压。该方法得优点:电路简单，元件少、控制也简单，实现起来比较简单.但同时它还有很明显得缺点：必须提供足够大得电流得三极管来进行开关处理，步进电机运转速度比较低，电机震动比较大，发热大。
方案二:采用成品得驱动电路驱动器ZD-8731-D,双轴步进电机驱动器，该方法
简单，并且可同时驱动两台电机，但它必须有1 2V得电压以及较大得电流进行驱动，并且因为它就是成品，所以花费较大.
综合以上两种方案,利用方案二，采用双轴步进电机驱动器ZD-8731-D,虽然说该方案花费较大，但实验室有完整得ZD-8731-D成品。而且方案一就是一种比较老得驱动方式，现在基本不用。因此我们釆用第二种方案来实现步进电机得驱动。需要注意得就是因为方案二得ZD-8731—D不仅仅需要12V得电压，而且需要较大电流驱动，所以普通得12V电压源无法满足大电流得要求，所以这里采用就是成品12 V 得开关电源一NES- 3 5-12进行驱动.
1.2显示部分设计方案
方案一:采用八位共阴极LED数码管进行显示，利用单片机串行口得移位寄存器工作方式，外接MAX7219串行输入共阴极显示驱动器，每片可驱动8个LED 数码管。
方案二:釆用点阵字符型LCD5110液晶显示，可以显示多行数字与阿拉伯字母等字符，随着半导体技术得发展，LCD得液晶显示越来越广泛得应用于各种显示场合.
综合以上两种方案,数码管显示驱动简单，但显示信息量少，I/O 口使用量
大；利用液晶显示可以工作在低电压、低功耗下，显示界面友好、内容丰富，综
合考虑，选用LCD5 1 1 0来实现显示功能。
2部分硬件电路设计
2.1扫描及数据采集部分
数据采集部分如图2-1所示，四个电机配合四根螺杆，带动数据釆集板在50 cm*50cm得区域里移动，采集板放在3 ,4号螺杆上。具体得过程如下:电机1与电机2以相同得转速转动，带动螺杆1与螺杆2转动，因为1号螺杆与2号螺杆得转动, 架在1 , 2螺杆上得3, 4号螺杆所以也跟随移动，因此，采集板可以沿y轴上下移动。与此同时,随着，3, 4号螺杆上电机3号与4号以相同转速转动，带动得釆集板沿x轴运动。因此，便可做到采集板在区域内自动移动.
图2-1扫描及数据采集部分
2.2步进电机驱动电路
下图为步进电机完整驱动电路。ZD-8731-D 为双轴步进电机驱动器,其可同 时驱动两个电机,但需要12V 电压，同时需要大电流。S-25-12为12 V 开关电源， 输岀电流可达到3 A 左右，满足ZD-8731-D 驱动得需求.如图2—2所示，只需将步 进电机得四线分别接入A+,B+, A-, B-,然后单片机在脉冲端输入脉冲波,在方向 端输入1或者0 （ 1为正转，0为反转）即可控制运动模式。
电机 1 电机2 ＞数据采集板
电机 2 S3
S-2
S-4 电机 3 S-2
螺杆
P-2 X 轴
50cm*50c m 区
3软件程序设计
下位机主要负责采集LDC 10 0 0所发送回来得数据与审口发送给上位机，波特率为9 6 00.上位机得任务较多，控制着步进电机得转动，串口数据接收与处理与L CD显示控制，并进行声光报警.
3.1下位机程序
图3-1为下位机发送端程序流程图:MCU首先对审口，定时器等等数据进行初始化，其次发送给LDC 1 000命令使其开始采集数据,并接收LDC1000返回得数据, 与此同时，将数据通过串口发送给上位机吗MCUo
图3—1发送端程序流程图
数显金属探测器的设计
Computer Knowledge and Technology 电脑知识 与技术第6卷第3期(2010年1月)数显金属探测器的设计 胡飞，王文渊，卢超 （陕西理工学院物理系，陕西汉中723000） 摘要：以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。软件采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。 关键词：金属探测器，线性霍尔元件，电磁感应 中图分类号：TP338文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2010)03-728-02 The Design of Digital Metal Detector HU Fei,WANG Wen-yuan,LU Chao (Department of Physics,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,China) Abstract:This paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal de -tector which mainly consists of AT89S52and linear Hall-Effect Sensor.The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect 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 MCU measures the peak alue of voltage and compares 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. Key words:metal detector;linear hall-effect sensor;electric-magnetic induction 金属探测器作为一种最重要的安全检查设备，广泛地应用于社会生活和工业生产的诸多领域。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检测精度。采用灵敏度极高的线性霍尔元件作为传感器，感应由于金属出现引起的探测线圈周围磁场的变化，提高了检测精度，处理部件采用AT89S52单片机作为控制核心，对检测结果进行分析判断，适用于对邮件、行李、包裹及人体夹带的伤害性金属物品（刀具、枪械、武器部件、弹药和金属包装的炸药等）的检测，可用于海关、机场、车站、码头的安全检查，也可用于探测隐藏于墙内、护墙板内侧、空洞和土壤中的上述物品和其他金属物。 1系统设计 根据电磁理论，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。故 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。整个探测系 统以AT89S52作为控制核心，其硬件电路分为两个部分，一部分作 为线圈振荡电路，包括：多谐振荡电路，放大电路和探测线圈；另一 部分为控制电路，包括：UGN3503型现行霍尔传感器，前置放大电 路，峰值检波电路，ADC0809模数转换器，AT89S52单片机，LED 显示电路，声音报 警电路及电源电路等。系统框图如图1所示。2主要模块硬件电路设计 2.1线圈震荡电路 由555构成一个多谐振荡器，产生一频率为24KHz 脉冲信号，电路如图2所 示。选择24KHz 的超长波频率是为了减弱土壤对电磁波的影响。从多谐振荡器输出 的正脉冲信号经过电容C8输出到Q1的基极，使其导通，经Q1放大后，就形成了频 率稳定度高、功率较大的脉冲信号输入到探测线圈L1中，在线圈内产生瞬时较强的收稿日期：2009-12-09 基金项目：陕西理工学院科研项目（SLG0816） 作者简介：胡飞（1986-），男，陕西商洛人，陕西理工学院物理系，研究方向：电子信息科学技术；王文渊（1986-），男，陕西汉中人，陕 西理工学院物理系，研究方向：电子信息科学技术；卢超（1979-），男，陕西汉中人，陕西理工学院讲师，硕士，从事电子技 术，测控技术方面的研究。 图1系统原理框图 图2线圈震荡电路 ISSN 1009-3044Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术Vol.6,No.3,January 2010,pp.728-729，735E-mail:kfyj@https://www.360docs.net/doc/f115456793.html, https://www.360docs.net/doc/f115456793.html, Tel:+86-551-56909635690964
金属探测定位系统
2014年重庆市大学生电子设计竞赛 金属物体探测定位器（B题） 【本科组】 2014年8月13日
摘要 根据题目要求，我们采用MSP430F149和MSP430F5529为控制核心。MSP430F149控制两个步进电机HYQD30-H0057在不同的两个坐标轴上转动以带动LDC1000电感到数字转换器上下和左右的移动，从而完成对50cm*50cm的检测区域的检测。MSP430F5529控制LDC1000，当LCD1000扫描到金属时，将信号穿给MSP430F5529，MSP430F5529检测到信号后，蜂鸣器发出报警，指示灯亮，MSP430F5529再将信号传给MSP430F149，MSP430F149接收到信号后，对信号进行处理，使两个步进电机停止转动，从而LDC1000检测模块停在金属物体的正上方。 关键词：单片机LCD1000 步进电机 Abstract According to the topic request, we use MSP430F149 and MSP430F5529 as the control core. MSP430F149 control two stepper motors HYQD30 - H0057 in different on the two axes of rotation to drive the LDC1000 electric feel digital converter and up and down or so mobile, thus complete the detection area of 50 cm by 50 cm. LDC1000 MSP430F5529 control, when LCD1000 scanning to metal, wear the signal to MSP430F5529, MSP430F5529 detected signal, a buzzer alarm, indicating lights, MSP430F5529 again to transmit signals to MSP430F149, MSP430F149 receives the signal, the signal processing, make two stepper motors stop running, thus LDC1000 detection module parked in the metallic object. Keywords: MSP430 single chip microcomputer LCD1000 stepper moter
简易智能小车设计方案
简易智能小车设计方案 一、设计总览 本设计以单片机小车的控制核心，设计分为 5 个模块：前轮PWM 驱动电路、显示及声光指示模块、轨迹探测模块、障碍物探测模块、光源探测模块。前轮PWM 驱动电路用于转向控制；后轮PWM 驱动电路用于方向和速度控制；探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块用于对两个障碍物进行探测；光源探测模块利用三个光敏电阻制成，用于寻光并确定光源角度，以期获得较为精确的转向值。绕障方案利用障碍物较低这个重要条件，在C 点出发后，利用光敏电阻获得光源的方向 1．轨迹探测模块设计 ●用三只光电开关。 一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆（因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值 1 厘米），但只要控制行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。 2．数据存储 ●直接用单片机内部的 RAM 进行存储。 虽然不能在断电后保存数据，但可以在实验结束后根据按键显示相应值。而且本实验的数据存储不大，采用 RAM 可以减少 IO 接口的使用，便利 IO 接口分配，故此方案具有成本低、易实现的优点，更符合实际需求。 3．障碍探测模块方案 考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物40CM 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置和方向。否则，如果范围太大，则可能产生障碍物的判断失误；范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。 ●采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。 基于对C 点后行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析，我们采用了从 C 点出发即获得光源对行车方向的控制，在向光源行驶的过程之中检查障碍物并做
基于51单片机的智能型金属探测器设计
基于51单片机的智能型金属探测器设计 任务书 1．设计的主要任务及目标 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。进行总体方案设计；了解各功能模块的实现原理并画出硬件原理图；完成软件流程图并给出软件编程程序。 2．设计的基本要求和内容 (1) 查阅相关文献资料，完成开题报告；(2) 系统总体设计；(3) 进行系统硬件设计；(4) 系统软件设计；(5) 毕业设计说明书 3．主要参考文献 [1]孙涵芳,徐爱卿,MCS-51/96系列单片机原理及应用[M]北京航天航空大学出版社,1999,1~72 [2]房小翠,王金凤,单片机实用系统设计技术,[M]国防工业出版社2002,142~159 [3]涂有瑞.霍尔传感元器件及其应用[J].电子元器件应用,2002,4(3):53~57. [4] AD526Data Sheet[S].Analog Device Inc.,1999. 4．进度安排
基于51单片机的智能型金属探测器设计 摘要：本文介绍了一种基于AT89S52单片机控制的智能型金属探测器重点研究了它的硬件组成、软件设计、工作原理及主要功能。该金属探测器以AT89S52单片机为核心，采用线性霍尔元件UGN3503作为传感器，来感应金属涡流效应引起的通电线圈磁场的变化，并将磁场变化转化为电压的变化，单片机测得电压值，并与设定的电压基准值相比较后，决定是否探测到金属。系统软件采用汇编语言编写。在软件设计中，采用了数字滤波技术消除干扰，提高了探测器的抗干扰能力，确保了系统的准确性。 关键词：AT89S52单片机, 金属探测器, 线性霍尔元件 ,电磁感应 AN INTELLIGENT METAL DETECTOR BASED ON AT89C51 Abstract: This paper describes the composition of hardware and software,working principles and the functions of an intelligent metal detector which mainly consists of AT89S52 Single Chip Micyoco and linear Hall-Effect Sensor. The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the 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 compares 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 adopts 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. Key word：AT89S52SCM (Single Chip Micyoco) metal detector，electromagnetic，the effect of inductance
变压器计算公式
变压器计算公式已知容量，求其各电压等级侧额定电流 口诀a ： 容量除以电压值，其商乘六除以十。 说明：适用于任何电压等级。 在日常工作中，有些只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。将以上口诀简化，则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀： 容量系数相乘求。 已知变压器容量，速算其一、二次保护熔断体（俗称保险丝）的电流值。 口诀b ： 配变高压熔断体，容量电压相比求。 配变低压熔断体，容量乘9除以5。 说明： 正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时，熔体的正确选用更为重要。 这是电工经常碰到和要解决的问题。 已知三相电动机容量，求其额定电流 口诀（c）：容量除以千伏数，商乘系数点七六。 说明： （1）口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的，即电压千伏数不一样，去除以相同的容量，所得“商数”显然不相同，不相同的商数去乘相同的系数，所得的电流值也不相同。若把以上口诀叫做通用口诀，则可推导出计算220、380、660、电压等级电动机的额定电流专用计算口诀，用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时，容量千瓦与电流安培关系直接倍数化， 省去了容量除以千伏数，商数再乘系数。 三相二百二电机，千瓦三点五安培。 常用三百八电机，一个千瓦两安培。 低压六百六电机，千瓦一点二安培。
高压三千伏电机，四个千瓦一安培。 高压六千伏电机，八个千瓦一安培。 （2）口诀c 使用时，容量单位为kW，电压单位为kV，电流单位为A，此点一定要注意。 （3）口诀c 中系数是考虑电动机功率因数和效率等计算而得的综合值。功率因数为，效率不，此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机，对常用的10kW以下电动机则显得大些。这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差，此误差对10kW以下电动机按额定电流先开关、接触器、导线等影响很小。 （4）运用口诀计算技巧。用口诀计算常用380V电动机额定电流时，先用电动机配接电压数去除、商数2去乘容量（kW）数。若遇容量较大的6kV电动机，容量kW 数又恰是6kV数的倍数，则容量除以千伏数，商数乘以系数。 （5）误差。由口诀c 中系数是取电动机功率因数为、效率为而算得，这样计算不同功率因数、效率的电动机额定电流就存在误差。由口诀c 推导出的5个专用口诀，容量（kW）与电流（A）的倍数，则是各电压等级（kV）数除去系数的商。专用口诀简便易心算，但应注意其误差会增大。一般千瓦数较大的，算得的电流比铭牌上的略大些；而千瓦数较小的，算得的电流则比铭牌上的略小些。对此，在计算电流时，当电流达十多安或几十安时，则不必算到小数点以后。可以四舍而五不入，只取整数，这样既简单又不影响实用。对于较小的电流也只要算到一位小数即可。 *测知电流求容量 测知无铭牌电动机的空载电流，估算其额定容量 口诀： 无牌电机的容量，测得空载电流值， 乘十除以八求算，近靠等级千瓦数。 说明：口诀是对无铭牌的三相异步电动机，不知其容量千瓦数是多少，可按通过测量电动机空载电流值，估算电动机容量千瓦数的方法。 测知电力变压器二次侧电流，求算其所载负荷容量 口诀： 已知配变二次压，测得电流求千瓦。 电压等级四百伏，一安零点六千瓦。
电磁装置设计原理变压器设计-华中科技大学原
电磁装置设计原理 变压器设计 专业： 班级： 设计者： 学号： 华中科技大学电气与电子工程学院
一、变压器设计综述及其基本原理 变压器是一种静止电机，由绕在共同铁芯上的两个或者两个以上的绕组通过交变的磁场而联系着。用以把某一种等级的电压与电流转换成另外一种等级的电压与电流。其用途是多方面的，十分广泛的应用在国民经济的各个领域。在电力系统中，通常要将大功率的电能输送到很远的地方去，利用低电压大电流的传输是有困难的，一方面，电流大引起的输电线损耗很大；另一方面，电压的下降也会使电能无法传送出去。因此需要用升压变压器将发电机端电压升高，而经过高压传输线到达用户端所在城市后，再利用降压变压器将电压降低，方便用户使用。 二、设计步骤 1、根据设计仟务书确定各原始技术数据； 2、计算铁心柱直径、铁芯柱和铁轭截面； 3、绕组尺寸计算； 4、绕组的确定及相关计算； 5、绕组的绝缘设计； 6、绝缘半径计算； 7、铁芯重量计算； 8、性能计算； 9、温升计算； 10、主要部件价格计算。
三、设计内容 已知参数有： 额定容量 500n S kVA =； 额定电压 10kV/0.4kV （高压绕组5±％分接头）； 额定频率 f ＝50Hz ； Dy11连接模式； 高压侧：1110N N U U kV ?==； 128.8675()N I A = =线电流； 116.6667()N I ?= =相电流 低压侧：20.4()N U kV =线电压 2230.94()N U V ?= =相电压 22721.6878N N I I A ?== = （1）技术条件 名称：变压器 绝缘材料耐热等级：H 级(145℃) 容量：500kVA 电压比：10±5%/0.4kV 频率：50Hz 硅钢片型号：DQ122G-30 导线材料: 铜导线 连接组：Dy11 短路阻抗：4% 负载损耗（145℃）：9350w
金属探测仪资料
高精度金属探测仪EM61-EM63 加拿大Geonics公司研制和生产多种类型的金属探测仪，可以精确地探测埋藏于地下的金属和铁磁性目标体，以及其它导体（包括地下管线、冲水沟等）。大功率的EM61-MK2-HP 能探测出埋深2m、直径80mm的金属或铁磁性物体，或埋深7m、直径274mm的金属物体或铁磁性物体。 Geonics公司生产的金属探测仪 是时间域电磁探测设备，具高分辨的 特点。根据不同时间门所测定的来自 目标体的响应衰减速率，可区别出目 标体性质；早延时响应衰减速率的高、 低，可以反映目标体的大小，晚延时 响应衰减速率较慢的是大型目标体的 反映。 计算视时间衰减系数可推测目标 体的材质、尺寸和形状，可提高对目 标的鉴别能力。 增加第二个接收线圈（可选）可得到差分数据，从而消除或减小近地表干扰体的影响。 数据收录由PRO4000野外计算机执行。其重要特点是：实时绘制数据曲线，以检查和监控数据；存储数据量大（不低于330，000组数据），可延长探测时间；数据采集速率高；附加输入接头，可同时采集电磁数据和GPS数据。 金属探测仪有独立单元和多单元配置，均可用轮车拖曳或用背带背负。适于水域（淡水或咸水）探测的EM61S，可潜入水面下60m采集数据。 EM61-MK2A技术指标： 测量值：4个时间门的二次场响应（mV） 电磁发射源：1×0.5m空心线圈 电流波型：双极性方波占空系数25% 电磁传感器：a）主传感器：1×0.5m空心线圈，与发射线圈重叠 b）聚焦线圈：1×0.5m空心线圈，在主传感器上方30cm 测量范围：10,000mv 动态范围：18位
输出监视器：16线图示LCD，每线24个字符，有伴音 数据存储：330,000组数据 电源：12V可充电电池，连续工作4小时 操作时的重量和尺寸：背负：60×30×20cm；8kg 线圈组合：100×50×5cm（下部），100×50×2cm（上部）； 14kg（轮车配置：23kg） 运输重量和尺寸：106×61×33cm（1箱） 54×45×56cm（2箱，选择轮车配置时） 48kg（背负配置） 74kg（轮车配置） 实例： 为检验磁力仪和电磁法仪的有效性， 加拿大滑铁卢大学人工敷设了一个试验 场地—哥伦比亚试验场（右图）。 在已排干水的粉砂质土壤中埋设有： 直立钢桶（直径0.6m，高0.9m）、水 平钢管（直径0.1m，长8m）、以及直立 钢板（厚1m，长8m）。 下图给出了埋设物的EM61的响应结果。可以看出；背景响应小于8mV。埋设物的响应多比较强：埋深2m的钢管的响应超过25mV，埋深较浅的钢桶的响应甚至超过5V。等值线勾勒出了埋设物的形状。 EM61可用于探测磁性和 非磁性金属物体。
金属探测器课程设计报告
《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。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。
变压器经典计算
1. 反激式开关电源电路 2. 开关变压器功能 a. 磁能转换（能量储存） b. 绝缘 c. 电压转换 3. 工作流程 a. 根据PWM(脉宽调制法)控制,当晶体管（例功率MOSFET）打开时电流流过变压器初级绕组,这时变压器储存能量（在磁心GAP）,与此同时,因为初级绕组和次级绕组极性不同,整流二极管断开时电流流过次级绕组; b. 因为次级绕组极性是不同于初级绕组,当晶体管关闭（例功率MOSFET）时存储的能量将被释放（从磁心GAP）. 同时整流管也打开.所以，电流将流过开关电源变压器的次级绕组; c. 反馈绕组提供PWM工作电压（控制）, 所以反馈绕组的圈数是依照PWM 的工作电压来计算;例如, UC3842B（PWM）工作电压是10-16Vdc ,你必须是依照这个电压计算反馈圈数,否则UC3842B（PWM）将不能正常工作!一般, UC3842B（PWM）损坏时，反馈电压是超过30Vdc. 4. 主要参数对整个路的影响 a. 电感:如果初级电感太低,变压器将储存的能量少，使输出电压不连续;如果次级电感也低,变压器的能量将不能完全释放,所以，输出电压将是非常低;这时PWM将不能正常工作.此时反馈绕组的电感也是过低或过高, b. 漏电感: 如果漏电感太高,它将产生一个高的尖峰电压在初级绕组. 它是非常的危险.因为高的尖峰电压可以损坏晶体管!另一方面,漏电感将影响开关电源变压器对电磁干扰的测试,它对整个电流将产生更多的噪音;所以开关变压器要求低漏电感. c. 绝缘强度:因为初级地是不同次级地;它有一个高电压在初级与次级之间,所以，它有很好的绝缘! 一。基本设计条件 1. 输入85-264V ac /输出5Vdc 2A 2. 最大工作比40% (晶体管关闭和打开的时间比率) 3. 工作频率75kHz 4. 温度等级: class B 二。基本的设计步骤 1.变压器尺寸 Ae*Ap=PB*102/2f*B*j*?*K Ae---- 有效截面积 Ap---- 磁芯绕线面积 PB ---- 输出功率 f ----- 工作频率 B ----- 有效饱和磁通 j ----- 电流密度 ? ----- 变压器效率 K ----- 骨架绕线系数 Ae*Ap=2(5.0+0.7)*102/2*75*103*0.17*2.5*0.8*0.2
电磁装置设计原理变压器设计-华中科技大学原
电磁装置设计原理变压器设计-华中科技大学原
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电磁装置设计原理变压器设计 专业： 班级： 设计者： 学号：
华中科技大学电气与电子工程学院 一、变压器设计综述及其基本原理 变压器是一种静止电机，由绕在共同铁芯上的两个或者两个以上的绕组通过交变的磁场而联系着。用以把某一种等级的电压与电流转换成另外一种等级的电压与电流。其用途是多方面的，十分广泛的应用在国民经济的各个领域。在电力系统中，通常要将大功率的电能输送到很远的地方去，利用低电压大电流的传输是有困难的，一方面，电流大引起的输电线损耗很大；另一方面，电压的下降也会使电能无法传送出去。因此需要用升压变压器将发电机端电压升高，而经过高压传输线到达用户端所在城市后，再利用降压变压器将电压降低，方便用户使用。 二、设计步骤 1、根据设计仟务书确定各原始技术数据； 2、计算铁心柱直径、铁芯柱和铁轭截面； 3、绕组尺寸计算； 4、绕组的确定及相关计算； 5、绕组的绝缘设计； 6、绝缘半径计算； 7、铁芯重量计算；
8、性能计算； 9、温升计算； 10、主要部件价格计算。 三、设计内容 已知参数有： 额定容量 500n S kVA =； 额定电压 10kV/0.4kV （高压绕组5±％分接头）； 额定频率 f ＝50Hz ； Dy11连接模式； 高压侧：1110N N U U kV ?==； 150028.8675()103 N I A ==?线电流； 1116.6667()3 N N I I ?==相电流 低压侧：20.4()N U kV =线电压 22230.94()3 N N U U V ?==相电压 22500721.687830.4N N I I A ?== =? （1）技术条件 名称：变压器 绝缘材料耐热等级：H 级(145℃) 容量：500kVA 电压比：10±5%/0.4kV
寻宝探测仪器是真的吗
近几年来，随着金属探测仪的发明，地下探宝更是变得如火如荼。但是很多人还是有一个疑问那就是这种仪器是真的吗？ 可以肯定的说，这种仪器是真实存在的，并没有什么好神秘的，金属探测器利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变版化的磁场。这个磁场能在金属物体内部能感生涡电流。涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发测器发出鸣声。它具有探测度广、定位准确、分辨力强、操作简易等特点。 地下作为我们肉眼看不到的地方，随着年代的久远，确实是有很多的宝藏藏在了地下，很多人会借助现代的高科技，去探测发现哪些被人遗忘的宝物。金属探测仪有便宜的几百块钱的，到专业高级的几万块钱不等的价格，也让一些人在闲暇之余会带上工具，去农村的一些荒野、河道、滩涂地带去探测，去寻宝。 先普及一下基础知识，这样大家就明白为什么有的人可以探到宝藏，有的人
却找不到东西。在1926年电磁波金属探测器运用以来直到60年代才可以探测地下金属，之前只是运用在战争中探测人体的子弹等其他行业应用，因为土壤中含有的金属，金属颗粒，金属氧化物吗，无机盐成分非常多，探测器的探盘在发射电磁波以后“听”到的土壤矿化信号非常强，是地下一枚钱币的几十倍，所以探测器只能乱叫报警，无法正常工作。直到地平衡降噪技术出现以后，金属探测器可以消除土壤矿化的信号，顺利探测到地下埋藏的金属。所以金属探测器地平衡降噪的技术直接影响机器能否顺利探测，探测的深度。 在专业领域内一般以进口产品为主，国内在相关技术的积累几乎为零，一款探测器能顺利探测地下金属的前提是最基层的地平衡降噪技术，澳大利亚觅宝，美国盖瑞特，怀特，费舍尔等品牌的地平衡技术都不错，尤其是觅宝，在探盘机，探金机，军工排雷，海滩等领域都是第一，尤其是后三者，其他品牌的地平衡处理还不足以进入这几个领域，为什么地平衡这么重要，觅宝甚至推出了多频同步探测技术，提高了对抗矿化的效果，空探和实探效果都非常理想。甚至可以在金
2014年TI杯大学生电子设计竞赛题(全套)
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） 3.说明 （1）金属物体探测定位装置探头采用AY-LDC1000板（由TI公司提供），可直接用AY-LDC1000板上的覆铜线圈，也可自制线圈；不得安装其 他传感与摄像装置。探测开始后，不得手动或遥控探测器。 （2）玻璃板可采用普通无色玻璃（玻璃边沿需贴上胶带以防划伤），也可用无色透明有机玻璃板；玻璃板长宽尺寸应大于50cm、厚度约 3mm。 （3）探头从“探头进入区”一侧进入时探头的起始位置和摆放方向，以及探测区域内的被测金属物体摆放位置均由测试专家在现场指定。 2014年TI杯大学生电子设计竞赛题 C题：锁定放大器的设计 1．任务 设计制作一个用来检测微弱信号的锁定放大器（LIA）。锁定放大器基本组成框图见图1。 信号通道
2．要求 （1）外接信号源提供频率为1kHz 的正弦波信号，幅度自定，输入至参考信 号R (t )端。R (t )通过自制电阻分压网络降压接至被测信号S (t )端，S (t )幅度有效值为 10μV ~1mV 。（5分） （2）参考通道的输出r (t )为方波信号，r (t )的相位相对参考信号R (t )可连续或 步进移相180度，步进间距小于10度。（20分） （3）信号通道的3dB 频带范围为900Hz ~1100Hz 。误差小于20%。（10分） （4）在锁定放大器输出端，设计一个能测量显示被测信号S (t )幅度有效值的 电路。测量显示值与S (t )有效值的误差小于10%。（15分） （5）在锁定放大器信号S (t )输入端增加一个运放构成的加法器电路，实现S (t ) 与干扰信号n (t )的1:1叠加，如图2所示。（5分） （6）用另一信号源产生一个频率为1050~2100Hz 的正弦波信号，作为n (t )叠 加在锁定放大器的输入端，信号幅度等于S (t )。n (t )亦可由与获得S (t )同样结构的电阻分压网络得到。锁定放大器应尽量降低n (t )对S (t )信号有效值测量的影响，测量误差小于10%。（20分） （7）增加n (t )幅度，使之等于10S (t )，锁定放大器对S (t )信号有效值的测量误 差小于10%。（20分） （8）其他自主发挥。（5分） （9）设计报告。（20分） 图2 锁定放大器叠加噪声电路图 S (t ) n (t )
MD8+金属探雷器(手持式金属探测器)使用说明书
MD8+金属探雷器（手持式金属探测器） 使 用 说 明 书 北京斯达恒通科技有限公司
---------------------------------------------- 中国*北京 产品名称：MD8+金属探雷器（手持式金属探测器） 合作单位：斯达恒通 产品产地：英国 简介： MD8+是一款手持式金属探测器，为军民两用型探测器，可用于：地雷探测和排除 军火品排除 爆炸现场搜索 区域搜索 MD8+金属探测器采用了高频脉冲感应技术，灵敏度极高，可以探测当前所有部署的含微量金属的反坦克和反步兵地雷以及其他
小型金属目标。 设备具有自动校准和探测功能，可自动调节以适合其所在环境，因此操作人员只需经过很短的训练即可使用该设备。 结构特点：该探雷器所有元件都集成在一个单位内，包括一个控制器、电池和探圈组件组成，避免了外部的电池仓及电缆等。该探雷器为全封闭式，具有防水功能，可以可靠地在所有环境下使用。 它由一个定时精确、转换快速且具有很强信号处理能力的微处理器控制。再加上独特的探头设计，使该探测器具有很强的识别小金属目标的能力，即使该小目标离大目标很近。 该探测器结合了一般探测和微处理器控制的自动自我识别，用户可以进行初始化测试，通过初始化测试产生的声音作为使用者准确判断的依据。探头采用了混合Rx线圈，可大大降低其它目标的干扰以提高信号/噪音比，具有更强的灵敏性。这种特性也抑制了探圈以外的目标。当然，由于不敏感区域是可以调节的，因此可接收到探头边上的信号。由于运用了混合线圈，大大提高了该探雷器在传统危险环境中使用的能力，例如在被矿化了的土壤中探测时不会降低其灵敏度。 性能数据： 电子技术：单个2.4mm PEC双面使用表面贴装技术，处理器采用基于8位2*RISC ADC（8位2*精简指令集模数转换器）。 电池要求：3节LEE LR20锰碱干电池。 电池寿命：在保持高灵敏度工作时，可持续工作12个小时,间断和中低灵敏度工作时，可持续工作18个小时。
脉冲金属探测器DIY线圈设计
脉冲金属探测器DIY线圈设计 脉冲金属探测器其线圈的设计有很多电路，出现在互联网上的脉冲感应金属探测器。虽然它们用不同的方式去对信号进行处理，产生磁场脉冲的电子元件，这些电子器件基本上是相同的。它的主要部分，是产生磁脉冲的线圈。 线圈的大小主要取决于所需的探测深度和被检测的物体的最小尺寸。一般来讲，可以这样说，理论上的最大探测深度的线圈直径的5倍，和线圈检测到的物体的最小尺寸的直径的百分之五。这是最大的价值和严重依赖的情况。这是显而易见的，你一个一米线圈你不可能检测到5厘米的物体在5米深。但是，你需要一个什么类型的线圈，这是一个具体的问题。很多人会用金属探测器搜索钱币和珠宝。对于这些情况，一个25厘米或40厘米的线圈就可以了。在我的使用情况，是我需要在一个两米的深度定位一个20厘米的铁盖或者装满金属的瓷器。这就是我为什么要去做一个1米的线圈。虽然线圈的物理尺寸和形状可能会发生变化（正方形或椭圆形的线圈用于在特定的情况下，工作一样但最好为圆形的），只略有不同的电感线圈之间的不同的物理设计。普遍使用的最佳脉冲感应金属探测器搜索线圈电感的范围是在300至500H。在这个设计中，我将假定所使用的线圈是400H。对于更小的线圈，就意味着需要绕更多的圈数。 线圈是由常用的电池供电。由于模拟电路进行放大的小涡流拿起后的磁脉冲信号已经停止时，10伏或12伏的双电源是最实用的。将只收取与一个，两个电源的两侧，这给出了一个非对称的电池放电，如果我们使用两个单独的电池组为电源的正和负侧的线圈。因此，我们将仅使用一个电池组10或12伏，并生成与一个DC/DC转换器的电源的另外一半电源。虽然这样做是用在商品化的金属检测器电路，但这样并不是十分理想。主要的问题是，所产生的DC/DC转换器的电压是有纹波的，这种纹波正与探测器器特别是在高频率时，这可能会产生一些不必要的耦合。我们将这个问题归纳到电源上，现在只能假设我们的线圈之间的任何电压是12伏（根据实际选择的电池组，充电电池等充电。） 当电压通过一个高速双极晶体管或MOSFET，该电压被施加到线圈，在线圈中的电流将逐渐增加，直到它被充电晶体管和其他元件与线圈电阻线的内部电阻限制，如果脉冲的时间
S9-400／10.5／0.4变压器电磁计算本科论文
S9-400/10.5/0.4变压器电磁计算 摘要 电力变压器是一种静止的电气设备，电力变压器是电力网中的主要电气设备。其设计和制造的好坏是直接影响其运行质量和经济效益的关键所在，因此电力变压器的电磁计算就显得尤为重要。电磁计算的任务在于确定变压器的电、磁负载和主要几何尺寸，计算性能数据和各部分的温升以及计算变压器的重量、外型尺寸和取得比较合理的技术经济效果。计算结果必须满足国家标准及有关技术标准的规定和使用部门的要求。 本文对400kV A/10.5kV/0.4电力变压器进行了电磁计算。首先对电力变压器的发展历史、基本的特性及变压器的设计方法进行了简单的阐述。在电磁计算中，最开始是铁心的选择，这是变压器设计的起点也是一个关键点，然后是变压器绕组材料和型式的选择，绕组有关数据的计算，最为关键的是短路阻抗、负载损耗、空载电流、空载损耗等变压器性能参数的计算，最后完成变压器油箱、变压器温升、短路电动力、变压器总油量和总质量的确定与计算。其中的短路阻抗计算困难最大，需要经过反复计算才能达到技术要求。在电磁计算的全过程中较为详细的阐明了电力变压器计算的基本公式和计算方法，给出了一套完整的设计方案。 关键词：电力变压器；电磁计算；绕组；短路电动力 S9-400/10.5 /0.4/of Electromagnetic Power
Transformer Design Abstract Power transformer is a kind of static electrical equipment in power network, it is the main electric equipment. The design and manufacturing quality is directly affecting the operation quality and the economic benefit is the key, so the electromagnetic calculation of power transformer is very important. Electromagnetic computing task is to identify transformer electric, magnetic load and main dimensions, computing performance data and the various parts of the temperature rise and the calculation of transformer weight, dimensions and obtain reasonable technical and economic effect. The calculation results must meet the national standards and the relevant technical standards and the use of department. The 400KVA/10.5KV/0.4KV power transformer electromagnetic computation. The power transformer development history, basic characteristic and design method of simple exposition. In the electromagnetic calculation, most beginning is core selection, which is the starting point of transformer design is also a key point, and then is transformer winding material and type selection, calculation of winding of relevant data, the most important is the short circuit impedance, load loss, no load current, no load loss of transformer performance parameters are calculated, finally finished oil tank of transformer, transformer temperature rise, power transformer short circuit, the total oil volume and total quality determination and calculation. The calculation of short circuit impedance difficulty the biggest requires repeated calculation can reach the technical requirements. In the electromagnetic calculation of whole process detailed expounds the power transformer basic calculation formula and method, given a complete set of design scheme. Power transformer; electromagnetic computing; winding short-circuit force;