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1、 密级： NANCHANG UNIVERSITY 学 士 学 位 论 文 THESIS OF BACHELOR （20092013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
2、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。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于 不保密。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 日期：导师签名： 日期：II 摘要地雷探测仪的设计 专 业： 测控技术与仪器 学 号：5801209015 学
3、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UGN35
4、03，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I AbstractThe design of mine detectorAbstractThe mine thre
5、atens 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 metals eddying effect to explore the mine with metal.The detector will eradiate
6、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 c
7、onvert into voltage and compare with the criterion to explore mine.This paper describes the mine detector with AT89S52 Single-Chip Microcomputer as its core.The equipment adopts UGN3503U linear hall-effect sensor as probe to detect the magnetic field change and change magnetic field signal into elec
8、tric voltage signal though ADC0809.This mine detector control its 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
9、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 inst
10、rument: 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 目录目 录第一章 绪 论11.1选题的背景和意义11.2 国内外研究状况及发展趋
11、势11.3本文设计的内容2第二章 方案选择及原理32.1 系统方案的选择32.2 系统软件的选用32.3 方案的理论基础32.3.1 线圈介质的变化42.3.2 涡流效应52.4 整机工作原理5第三章 硬件电路的设计63.1线圈震荡电路的设计6 3.2 数据采集电路的设计73.3 A/D转换电路103.4 键盘控制电路的设计133.5 显示电路的设计143.6 报警电路的设计163.7 电源电路的设计18第四章 系统软件设计194.1 软件设计思想194.2 数字滤波及其算法194.3 系统主程序设计204.4 子程序的设计214.4.1 键盘控制子程序的设计214.4.2 数字滤波子程序的设
12、计214.4.3 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245.1 系统仿真结果及分析245.1.1 线性霍尔传感器调试结果及分析245.1.2 振荡电路调试结果及分析245.1.3显示电路仿真结果及分析255.1.4 蜂鸣器仿真结果及分析255.2 系统结果总结255.3 主要技术指标265.3.1 探测仪工作频率265.3.2探测仪灵敏度265.3.3 探测仪稳定性26第六章 结论26参考文献27致谢28附 录1 电路原理图30附 录2 各模块程序31 第一章 绪论第一章 绪 论1.1选题的背景和意义 一直以来，战争都伴随着人们，虽然所有人都期盼和平，可因战争导致的伤
13、亡却一直不断。战争中对人们威胁最大的就是枪械和炸弹，其中地雷作为一种特殊的炸弹带来的伤亡格外大，因为地雷的威胁不只是在当时，埋下的地雷只要没炸，在以后的相当长的一段时间内都是威胁人类安全的恶魔。日本侵华战争中，日本在中国领土内埋设的大量地雷，虽然后来日本失败退走，可埋下的地雷在以后的日子里不断造成伤亡。以色列在历次入侵和占领黎巴嫩时埋设大量地雷。自年黎巴嫩与以色列结束冲突以来，包括中国维和工兵营在内的联黎部队下属扫雷部队共清排雷场多万平方米，销毁地雷和各类未爆炸弹万多枚。但目前仍有平方公里的雷场有待清排，仍有万地雷威胁着当地居民的生命安全。因此，排除这些潜在的威胁刻不容缓，而地雷探测仪就显得格外重要。目前地雷的技术含量较低、最易大批量生产、布设，但其杀伤力最大，是对人类危害最大
