地雷探测仪（毕业论文） -

密级：

NANCHANG UNIVERSITY

学 士 学 位 论 文

THESIS OF BACHELOR

（2009—2013年）

题 目 地雷探测仪的设计

学 院：环境与化学工程学院 系 过程装备与测控工程系 专业班级： 测控技术与仪器 091班 学生姓名： 李跃 学号： 5801209015 指导教师： 谢建宏 职称： 副教授 起讫日期： 2013年2月 至 2013年6月

南 昌 大 学 学士学位论文原创性申明

本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

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I

摘要

地雷探测仪的设计

专 业： 测控技术与仪器 学 号：5801209015 学生姓名： 李跃 指导教师：谢建宏

摘 要

地雷作为一种特殊的炸弹，时时刻刻威胁着无数无辜平民的生命安全。为了解除地雷的威胁，提前探测出地雷的位置显得尤为重要，所以地雷探测仪在这其中起了至为重要的作用。

地雷探测仪是利用金属的涡流效应探测带有金属部件的地雷。在探测时仪器会辐射出电磁场，当探测线圈靠近带有金属部件的地雷时，在磁场作用下金属部分会产生涡电流，涡电流又产生新的磁场作用于探测线圈，从而引起原磁场的变化，利用霍尔传感器将变化的磁场转化为电压值，通过与基准电压值的比较做出判断，从而实现对地雷的探测。

本文所介绍的地雷探测仪是以8位AT89S52单片机为核心，所使用的传感器是线性霍尔元件UGN3503，将磁场信号变为电压信号。用ADC0809转化器实现电压信号的数字化。该探测仪通过4个按键开关来确定探测的灵敏度。报警系统通过显示模块和蜂鸣器来完成。系统软件采用汇编语言编写，在软件设计中，为了提高探测器的抗干扰能力和系统的稳定性，采用了数字滤波技术消除干扰。文中还探讨了影响探测器灵敏度和稳定性的因素，主要影响灵敏度的因素是仪器的工作频率、检测线圈的尺寸及匝数，而主要影响稳定性的因素是环境温度、湿度和供电电源的稳定程度。

关键词：地雷探测仪；涡流效应；霍尔传感器；单片机；灵敏度

II

Abstract

The design of mine detector

Abstract

The mine threatens the life safety of numerous innocent civilians all the time as a especial bomb.For relieving the threat of mine,we should explore the position of mine.So mine detector is very important.

Mine detector makes use of metal’s eddying effect to explore the mine with metal.The detector will eradiate electromagnetism when it is exploring.If the probe approaches the mine with metal,which will produce eddy current effect under the function of magnetic field.The eddy current will produce anther magnetic field,what acts on the probe,that bring the change of the first magnetic field.The change will convert into voltage and compare with the criterion to explore mine.

This paper describes the mine detector with AT89S52 Single-Chip Microcomputer as it’s core.The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change and change magnetic field signal into electric voltage signal though ADC0809.This mine detector control it’s sensitivity though four keys.Nixie light and buzzer are the warning device.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 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 effected on the sensitivity of the instrument: the environment temperature and humidity in site,the winding technology of coils and the stability of power supply are the factors effected on stability of instrument.

Keyword:mine detector;eddy current effect;hall-effect sensor;single chip;sensitivity

III

目录

目 录

第一章 绪 论 ....................................................... 1

1.1选题的背景和意义 ............................................ 1 1.2 国内外研究状况及发展趋势 .................................... 1 1.3本文设计的内容 .............................................. 2 第二章 方案选择及原理 .............................................. 3

2.1 系统方案的选择 .............................................. 3 2.2 系统软件的选用 .............................................. 3 2.3 方案的理论基础 .............................................. 3

2.3.1 线圈介质的变化 ........................................ 4 2.3.2 涡流效应 .............................................. 5 2.4 整机工作原理 ................................................ 5 第三章 硬件电路的设计 .............................................. 6

3.1线圈震荡电路的设计 .......................................... 6 3.2 数据采集电路的设计 ......................................... 7

3.3 A/D转换电路 ............................................... 10 3.4 键盘控制电路的设计 ......................................... 13 3.5 显示电路的设计 ............................................. 14 3.6 报警电路的设计 ............................................. 16 3.7 电源电路的设计 ............................................. 18 第四章 系统软件设计 ............................................... 19

4.1 软件设计思想 ............................................... 19 4.2 数字滤波及其算法 ........................................... 19 4.3 系统主程序设计 ............................................. 20 4.4 子程序的设计 ............................................... 21

4.4.1 键盘控制子程序的设计 ................................. 21 4.4.2 数字滤波子程序的设计 ................................. 21 4.4.3 显示与报警子程序的设计 ............................... 23

第五章 系统仿真结果与技术指标分析 ................................. 24

5.1 系统仿真结果及分析 ......................................... 24

IV

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