门禁式金属检测仪的设计与应用
【Keywords】transformer, rectifier bridge, micro switch, speakers 目录
引言 3
一、门禁式金属检测仪的介绍 4
二、门禁式金属检测仪的总体设计 4
（一）金属检测仪外观的设计 4
（二）金属检测仪的系统设计分析 5
（三）金属检测仪电路的分析 5
三、门禁式金属检测仪的部分硬件的应用 6
（一）扬声器 6
（二）变压器 7
（三）桥式整流器 7
（四）微动开关 7
四、门禁式金属检测仪的电路设计介绍及线路连接 8
（一）电路设计 8
（二）相关电路的介绍 9
（三）线路连接 10
五、门禁式金属检测仪的应用测试 10
总结 12
参考文献 13
谢辞 14 引言
当代大学生过度使用手机，很多学生甚至在带有监控的教室内上课，也会明目张胆的使用手机，鉴于种种情况，有必要对进入教室上课的学生进行携带手机的管理，而很多同学在普通的检查下是不愿交出手机的，所以本设计就是要检查出来进入教室的学生有无携带手机。
门禁式金属检测仪的设计是基于手持式金属检测仪进行的改进与研究工作。门禁式金属检测仪的核心部分仍然是有高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器和功率放大器组成的系统，鉴于设计及改进的思维，在原有的基础上增加让系统统一使用室内交流电，从而增加了对交流电部分的设计。系统的设计是在常用的手持式金属检测仪的基础上进行的，所以系统仍然采用的是直流电进行供电，而校园教室内常使用的是220V的交流电，这对设计的门禁式金属检测仪是不可以的，运用变压器及桥式整流器便可很好解决问题。
扩音器、蜂鸣器及微动开关的使用是为了整套设备更加容易使用和控制，扩音器及蜂鸣器有效的提醒检测工作出现的情况，微动开关可以控制整个设备的启动与停止，不仅实现资源的节约，又实现了检测仪器的人工可控。 一、门禁式金属检测仪的介绍
本设计的门禁式金属检测仪主要是在大学的学习、生活中获得的灵感，在手持式金属检测仪的基础上进行的设计与研究的工作。门禁式
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
桥式整流器便可很好解决问题。
扩音器、蜂鸣器及微动开关的使用是为了整套设备更加容易使用和控制，扩音器及蜂鸣器有效的提醒检测工作出现的情况，微动开关可以控制整个设备的启动与停止，不仅实现资源的节约，又实现了检测仪器的人工可控。 一、门禁式金属检测仪的介绍
本设计的门禁式金属检测仪主要是在大学的学习、生活中获得的灵感，在手持式金属检测仪的基础上进行的设计与研究的工作。门禁式金属检测仪可作为一款校园学生手机携带检查及校园考试检查等工作的使用。
门禁式金属检测仪主要由检测模块、处理模块、变压模块、整流模块、发声模块组成。检测模块即检测线圈与信号处理器组成；处理模块负责负责对采集到的信号进行处理；变压模块利用变压器实现对220V交流电的变压工作；整流模块实现交流电到直流电的变换。门禁式金属检测仪统一使用校园教室内的电源进行供电，这样有利于仪器工作的稳定，不需要另外单独供电，这在很大程度上就节约了资源。
门禁式金属检测仪可以方便日常校园对学生上课携带手机、考试携带作弊仪器等问题进行有效的检查。同时门禁式金属检测仪的推广及使用将是一项比较大的工程，在实际的应用中可能出现很多问题。
二、门禁式金属检测仪的总体设计
门禁式金属检测仪的总体设计分为外观的设计、系统设计分析以及电路的设计。
金属检测仪外观的设计
本设计研究针对的是类似学校考试考场检查的环境，又因为考虑到美观、安全及实用性，所以设计将检测仪镶嵌进教室的门框，检测仪系统的供电使用教室线路经由设计的变压器进行供电。图1-1所展示的即为门禁式金属检测仪的设计建模。
变压器、桥式整流器放置区；2、3、4、5-检测线圈放置区；7-微动开关放置区；
6-电路元器件放置区
图1-1 门禁式金属检测仪设计建模
图1-1是关于门禁式金属检测仪的设计建模图。为了保证检测的效果，采用了四个金属检测线圈，分别被放置到图中2、3、4、5位置；7处安放一个微动开关实现对系统的电路控制；系统电路的变压器与桥式整流器被统一安放到1处，方便管理；6处集中放置系统中的其它电路元件及扬声器等装置。
金属检测仪的系统设计分析
手持式金属检测仪的系统分析
图2-1 手持式金属检测仪组成框图
手持式金属检测仪，当系统通电以后，检测线圈的会产生一个磁场，如果有金属在检测线圈产生的磁场内出现，则磁场就会发生变化，这时候就会接收器就会对磁场的变化进行一个信号的处理，进而就会传递一个信号到音响发生器内，这时候扬声器（喇叭）便会发出声响。
金属检测仪电路的分析
门禁式金属检测仪电路的设计是线路连接的基础，也是进行故障排除的基础。
变压电路原理分析
图2-2 变压器变压原理图
如图2-2就是变压器对电压进行转变的原理图。其中U1/U2=N1/N2、I1/ I2=N2/N1，U1、U2分别是原、副线圈电压，I1、I2分别是原、副线圈的电流，N1、N2分别是原、副线圈的匝数。从等式中我们可以得知原副线圈的电压与原副线圈的匝数成正比，而原副线圈的电流与原副线圈的匝数成反比。
整流电路原理分析
图2-3 桥式整流原理图
图2-3是桥式整流的电路原理图。它的工作原理是，E2作为正半周时，就采取对D1、D3正向施加电压，此时D1、D3导通；当开始对D2、D4反向施加电压，则D2、D4就处于截止状态。在电路中构成E2、D1、D3的电路导通回路，便在Rfz 上形成上为正下为负的半波整流式电压，在E2作为负半周时，开始对D2、D4正向施加电压，D2、D4处于电路导通；当对D1、D3反向施加电压，则D1、D3处于截止状态。在电路中构成E2、D2、Rfz 、D4电路导通回路，同样当在Rfz 上形成上为正下为负的另外半波的整流电压。依照此规律重复下去，结果就会在Rfz 上得到全波的整流电压。
三、门禁式金属检测仪的部分硬件的应用
本设计的门禁式金属检测仪是在常规的手持式金属检测仪的基础上进行设计的创新及应用的。门禁式金属检测仪是在手持式金属检测
引言 3
一、门禁式金属检测仪的介绍 4
二、门禁式金属检测仪的总体设计 4
（一）金属检测仪外观的设计 4
（二）金属检测仪的系统设计分析 5
（三）金属检测仪电路的分析 5
三、门禁式金属检测仪的部分硬件的应用 6
（一）扬声器 6
（二）变压器 7
（三）桥式整流器 7
（四）微动开关 7
四、门禁式金属检测仪的电路设计介绍及线路连接 8
（一）电路设计 8
（二）相关电路的介绍 9
（三）线路连接 10
五、门禁式金属检测仪的应用测试 10
总结 12
参考文献 13
谢辞 14 引言
当代大学生过度使用手机，很多学生甚至在带有监控的教室内上课，也会明目张胆的使用手机，鉴于种种情况，有必要对进入教室上课的学生进行携带手机的管理，而很多同学在普通的检查下是不愿交出手机的，所以本设计就是要检查出来进入教室的学生有无携带手机。
门禁式金属检测仪的设计是基于手持式金属检测仪进行的改进与研究工作。门禁式金属检测仪的核心部分仍然是有高频振荡器、振荡检测器、音频振荡器和功率放大器组成的系统，鉴于设计及改进的思维，在原有的基础上增加让系统统一使用室内交流电，从而增加了对交流电部分的设计。系统的设计是在常用的手持式金属检测仪的基础上进行的，所以系统仍然采用的是直流电进行供电，而校园教室内常使用的是220V的交流电，这对设计的门禁式金属检测仪是不可以的，运用变压器及桥式整流器便可很好解决问题。
扩音器、蜂鸣器及微动开关的使用是为了整套设备更加容易使用和控制，扩音器及蜂鸣器有效的提醒检测工作出现的情况，微动开关可以控制整个设备的启动与停止，不仅实现资源的节约，又实现了检测仪器的人工可控。 一、门禁式金属检测仪的介绍
本设计的门禁式金属检测仪主要是在大学的学习、生活中获得的灵感，在手持式金属检测仪的基础上进行的设计与研究的工作。门禁式
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
桥式整流器便可很好解决问题。
扩音器、蜂鸣器及微动开关的使用是为了整套设备更加容易使用和控制，扩音器及蜂鸣器有效的提醒检测工作出现的情况，微动开关可以控制整个设备的启动与停止，不仅实现资源的节约，又实现了检测仪器的人工可控。 一、门禁式金属检测仪的介绍
本设计的门禁式金属检测仪主要是在大学的学习、生活中获得的灵感，在手持式金属检测仪的基础上进行的设计与研究的工作。门禁式金属检测仪可作为一款校园学生手机携带检查及校园考试检查等工作的使用。
门禁式金属检测仪主要由检测模块、处理模块、变压模块、整流模块、发声模块组成。检测模块即检测线圈与信号处理器组成；处理模块负责负责对采集到的信号进行处理；变压模块利用变压器实现对220V交流电的变压工作；整流模块实现交流电到直流电的变换。门禁式金属检测仪统一使用校园教室内的电源进行供电，这样有利于仪器工作的稳定，不需要另外单独供电，这在很大程度上就节约了资源。
门禁式金属检测仪可以方便日常校园对学生上课携带手机、考试携带作弊仪器等问题进行有效的检查。同时门禁式金属检测仪的推广及使用将是一项比较大的工程，在实际的应用中可能出现很多问题。
二、门禁式金属检测仪的总体设计
门禁式金属检测仪的总体设计分为外观的设计、系统设计分析以及电路的设计。
金属检测仪外观的设计
本设计研究针对的是类似学校考试考场检查的环境，又因为考虑到美观、安全及实用性，所以设计将检测仪镶嵌进教室的门框，检测仪系统的供电使用教室线路经由设计的变压器进行供电。图1-1所展示的即为门禁式金属检测仪的设计建模。
变压器、桥式整流器放置区；2、3、4、5-检测线圈放置区；7-微动开关放置区；
6-电路元器件放置区
图1-1 门禁式金属检测仪设计建模
图1-1是关于门禁式金属检测仪的设计建模图。为了保证检测的效果，采用了四个金属检测线圈，分别被放置到图中2、3、4、5位置；7处安放一个微动开关实现对系统的电路控制；系统电路的变压器与桥式整流器被统一安放到1处，方便管理；6处集中放置系统中的其它电路元件及扬声器等装置。
金属检测仪的系统设计分析
手持式金属检测仪的系统分析
图2-1 手持式金属检测仪组成框图
手持式金属检测仪，当系统通电以后，检测线圈的会产生一个磁场，如果有金属在检测线圈产生的磁场内出现，则磁场就会发生变化，这时候就会接收器就会对磁场的变化进行一个信号的处理，进而就会传递一个信号到音响发生器内，这时候扬声器（喇叭）便会发出声响。
金属检测仪电路的分析
门禁式金属检测仪电路的设计是线路连接的基础，也是进行故障排除的基础。
变压电路原理分析
图2-2 变压器变压原理图
如图2-2就是变压器对电压进行转变的原理图。其中U1/U2=N1/N2、I1/ I2=N2/N1，U1、U2分别是原、副线圈电压，I1、I2分别是原、副线圈的电流，N1、N2分别是原、副线圈的匝数。从等式中我们可以得知原副线圈的电压与原副线圈的匝数成正比，而原副线圈的电流与原副线圈的匝数成反比。
整流电路原理分析
图2-3 桥式整流原理图
图2-3是桥式整流的电路原理图。它的工作原理是，E2作为正半周时，就采取对D1、D3正向施加电压，此时D1、D3导通；当开始对D2、D4反向施加电压，则D2、D4就处于截止状态。在电路中构成E2、D1、D3的电路导通回路，便在Rfz 上形成上为正下为负的半波整流式电压，在E2作为负半周时，开始对D2、D4正向施加电压，D2、D4处于电路导通；当对D1、D3反向施加电压，则D1、D3处于截止状态。在电路中构成E2、D2、Rfz 、D4电路导通回路，同样当在Rfz 上形成上为正下为负的另外半波的整流电压。依照此规律重复下去，结果就会在Rfz 上得到全波的整流电压。
三、门禁式金属检测仪的部分硬件的应用
本设计的门禁式金属检测仪是在常规的手持式金属检测仪的基础上进行设计的创新及应用的。门禁式金属检测仪是在手持式金属检测
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