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一種探測器的探測控制電路的制作方法

文檔序號:5990383閱讀:234來源:國知局
專利名稱:一種探測器的探測控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種探測器的探測控制電路。
背景技術(shù)
探測器用于探測墻體內(nèi)掩埋的木頭、金屬、帶電的電線等物體。
如圖1所示,現(xiàn)有該類探測器的探測控制電路,包括微處理器、顯示和聲響裝置51、以及探木、探金屬和探測電源線的控制回路,微處理器是由信號處理電路41和三個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路13、23、33所集成,其工作原理分別為在探木工作時(shí),由電容充放電回路11感知木材接近信號,由第一比較/濾波回路12進(jìn)行比較濾波后通過第一A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換電路13送到信號處理電路41處理,而在校零時(shí)通過信號處理電路41輸出信號到第一D/A(數(shù)/模)校零控制電路14來控制電容充放電回路11達(dá)到校零;在探金屬工作時(shí),由LC自激振蕩回路21感知金屬接近信號,由第二比較濾波回路22濾波后通過第二A/D轉(zhuǎn)換電路23送到信號處理電路41處理,而在校零時(shí)通過信號處理電路41輸出信號到第二D/A校零控制電路25來控制LC自激振蕩回路21達(dá)到校零。另外,為了使LC自激振蕩回路21工作穩(wěn)定,還需要反饋控制回路24使LC自激振蕩回路21工作在某一固定工作點(diǎn)附近;在探測電源線工作時(shí),由電源線傳感器31感知電源線接近信號,由第三比較濾波回路32濾波后通過第三A/D轉(zhuǎn)換電路33送到信號處理電路41處理,而在校零時(shí)通過信號處理電路41將開機(jī)時(shí)A/D轉(zhuǎn)換電路33的信號作為校零值。
在上述作用中,探測器需要帶A/D輸入的微處理器來處理信號,并需要D/A轉(zhuǎn)換器來作為探木和探金屬的校零控制,成本較高,尤其在探測金屬時(shí)還需要通過反饋來控制電路的工作穩(wěn)定性,使得電路較為繁復(fù)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種降低成本和繁復(fù)度、具有較高的工作穩(wěn)定性的用于探測器的探測控制電路。
本實(shí)用新型所提供的一種探測器的探測控制電路,包括微處理器、顯示和聲響裝置及其探測被測物的控制回路,其特征在于所述的探測被測物的控制回路包括依次相連的調(diào)制控制電路、傳感器和積分比較電路,所述的調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將被測物靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響。
上述的探測器的探測控制電路,其中,傳感器為探測木材的電容式傳感器。
上述的探測器的探測控制電路,其中,電容式傳感器為電阻電容振蕩器。
上述的探測器的探測控制電路,其中,傳感器為探測金屬物的電感式傳感器。
上述的探測器的探測控制電路,其中,電感式傳感器包括脈沖激勵(lì)電路和與之相連的無源LC振蕩電路。
上述的探測器的探測控制電路,其中,傳感器為電源線傳感器。
上述的探測器的探測控制電路,其中,顯示和聲響裝置為分級顯示和聲響裝置,即該探測器可根據(jù)被探測物和探測器之間的距離做分級顯示及發(fā)出聲響。
本實(shí)用新型提供了另一種探測器的探測控制電路,包括微處理器、顯示和聲響裝置及其探測木材的第一控制回路、探測金屬物的第二控制回路和探電源線的第三控制回路,其特征在于所述的第一控制回路包括依次相連的第一調(diào)制控制電路、電容式傳感器和第一積分比較電路,所述的第一調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的第一積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該第一控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將木材靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響;所述的第二控制回路包括依次相連的第二調(diào)制控制電路、電感式傳感器和第二積分比較電路,所述的第二調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的第二積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該第二控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將金屬物靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響;所述的第三控制回路包括依次相連的第三調(diào)制控制電路、電源線傳感器和第三積分比較電路,所述的第三調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的第三積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該第三控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將電源線靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響。
上述的探測器的探測控制電路,其中,電容式傳感器為電阻電容振蕩器。
上述的探測器的探測控制電路,其中,電感式傳感器包括脈沖激勵(lì)電路和與之相連的無源LC振蕩電路。
采用了上述的技術(shù)解決方案,即微處理器通過輸出端口輸出一個(gè)具有一定時(shí)間寬度的電壓調(diào)制信號去控制相應(yīng)的功能電路,輸入端口得到一個(gè)時(shí)間寬度和信號有關(guān)的電壓,在初始化時(shí),該時(shí)間寬度將被保存,作為以后測量時(shí)的基準(zhǔn)。測量時(shí),將輸入端口得到和信號有關(guān)的電壓的時(shí)間寬度與基準(zhǔn)值通過運(yùn)算得到被測物與探測器之間的關(guān)系,通過顯示輸出端口驅(qū)動顯示裝置做分級或不分級顯示,并可根據(jù)需要驅(qū)動喇叭發(fā)出聲響。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是第一,使用了積分比較電路,使信號處理可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,利用微處理器的時(shí)鐘信號通過定時(shí)器或分頻后得到的時(shí)間信號去控制和區(qū)分是否探測到木材、金屬物質(zhì)和是否有帶電的電源線,可采用無A/D的微處理器,從而在獲得分級顯示的同時(shí)降低成本;第二,由于采用了調(diào)制控制信號使校零范圍較寬,工作穩(wěn)定;第三,探金屬部分采用了脈沖激勵(lì)的無源LC振蕩回路,配合調(diào)制控制信號,具有較高的工作穩(wěn)定性,不需要反饋控制回路,簡化了電路,擴(kuò)大了工作范圍。


圖1是現(xiàn)有的探測器的探測控制電路框圖;
圖2是本實(shí)用新型第一技術(shù)方案的實(shí)施例的電路框圖;圖3是本實(shí)用新型第一技術(shù)方案的實(shí)施例的電路原理圖;圖4是本實(shí)用新型第二技術(shù)方案的第一實(shí)施例,即用于探測木材的探測器的控制電路框圖;圖5是本實(shí)用新型第二技術(shù)方案的第二實(shí)施例,即用于探測金屬的探測器的控制電路框圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示,本實(shí)用新型探測器的探測控制電路的第一技術(shù)方案的實(shí)施例,包括微處理器141、顯示和聲響裝置151及其探測木材的第一控制回路、探測金屬物的第二控制回路和探電源線的第三控制回路。
第一控制回路包括依次相連的第一調(diào)制控制電路113、電容式傳感器和第一積分比較電路112,電容式傳感器為RC振蕩器111,第一調(diào)制控制電路113與微處理器141的輸出端相連,第一積分比較電路112與微處理器141的輸入端相連。微處理器141發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,通過第一調(diào)制控制電路113送到RC振蕩器111控制振蕩,通過第一積分比較電路112,得到一個(gè)脈沖信號。開機(jī)時(shí),該脈沖寬度送到微處理器141中保留,作為校零值。當(dāng)有木材靠近傳感器111時(shí),RC振蕩器111的振蕩會產(chǎn)生變化,通過第一積分比較電路112,得到一個(gè)脈沖寬度隨木材靠近程度而變化的信號,由微處理器141將該信號與校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置151做分級或不分級顯示及發(fā)出聲響。
如圖3所示,第一調(diào)制控制電路113是常見的電路元件,即三極管Q2。RC振蕩器111是由放大器U2B,電阻R13、R14、R26、R29和電容式傳感器所組成。第一積分比較電路112是由電阻R17、R18、R29、R30,電容C13、二極管D6和比較器U2C所組成。
第二控制回路包括依次相連的第二調(diào)制控制電路124、電感式傳感器和第二積分比較電路123,電感式傳感器包括脈沖激勵(lì)電路121和與之相連的無源LC振蕩電路122,第二調(diào)制控制電路124與微處理器141的輸出端相連,第二積分比較電路123與微處理器141的輸入端相連。微處理器141發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,通過第二調(diào)制控制電路124送到脈沖激勵(lì)電路121產(chǎn)生激勵(lì)脈沖,在無源LC振蕩電路122中產(chǎn)生無源振蕩,通過第二積分比較電路123,得到一個(gè)脈沖信號。開機(jī)時(shí),該脈沖寬度送到微處理器141中保留,作為校零值。當(dāng)有金屬物靠近傳感器時(shí),無源LC振蕩電路122產(chǎn)生的振蕩幅度會變化,通過第二積分比較電路123,該脈沖信號寬度會隨金屬物靠近程度而變化,由微處理器141將該信號與校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置151做分級或不分級顯示及發(fā)出聲響。
如圖3所示,第二調(diào)制控制電路124是常見的電路元件,即三極管Q1。第二積分比較電路123是由電阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10,電容C4,二極管D1和放大器U1A、U2A所組成。脈沖激勵(lì)電路121為電感1初級。無源LC振蕩電路122由電感1次級1和電容C3所組成。
第三控制回路包括依次相連的第三調(diào)制控制電路133、電源線傳感器131和第三積分比較電路132,第三調(diào)制控制電路133與微處理器141的輸出端相連,第三積分比較電路132與微處理器141的輸入端相連。微處理器141發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,使電源線傳感器131輸出一個(gè)被調(diào)制的感應(yīng)信號,通過第三積分比較電路132,得到一個(gè)脈沖信號。開機(jī)時(shí),該脈沖寬度送到微處理器141中保留,作為校零值。當(dāng)有電源線靠近傳感器時(shí),電源線傳感器131的輸出電壓會產(chǎn)生變化,通過第三積分比較電路132,得到一個(gè)脈沖寬度隨電源線靠近程度而變化的信號,由微處理器141將該信號與校零值運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置151做分級或不分級顯示及發(fā)出聲響。
如圖3所示,第三調(diào)制控制電路133是常見的電路元件組成,即二極管D14和D15。第三積分比較電路132由電阻R46、R47、R49、R50、電容C17和比較器U1D所組成。電源線傳感器電路131由電阻R37、R38、R39、R40、R41、R42、R43、R44、R45,電容C14、C15、C16和放大器U1B、U1C所組成。
上述的顯示和聲響裝置為分級顯示和聲響裝置,即該探測器可根據(jù)被探測物和探測器之間的距離的大小做分級顯示及發(fā)出聲響。
如圖4所示,本實(shí)用新型,即探測器的探測控制電路,其第二技術(shù)方案的第一實(shí)施例,即用于探測木材的探測器的控制電路,包括微處理器141、顯示和聲響裝置151及其探測木材的控制回路。
探測木材的控制回路包括依次相連的第一調(diào)制控制電路113、RC振蕩器111和第一積分比較電路112,調(diào)制控制電路113與微處理器141的輸出端相連,積分比較電路112與微處理器141的輸入端相連,通過微處理器141發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器141中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器141將被測物靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置151做分級顯示及發(fā)出聲響。
上述的調(diào)制控制電路113、RC振蕩器111和積分比較電路121的實(shí)現(xiàn)電路與圖3中對應(yīng)標(biāo)號部分相同。
如圖5所示,本實(shí)用新型,即探測器的探測控制電路,其第二技術(shù)方案的第二實(shí)施例,即用于探測金屬的探測器的控制電路,包括微處理器141、顯示和聲響裝置151及其探測金屬物的控制回路。
探測金屬物的控制回路包括依次相連的第二調(diào)制控制電路124、脈沖激勵(lì)電路121和與之相連的無源LC振蕩電路122和第二積分比較電路123,調(diào)制控制電路124與微處理器141的輸出端相連,積分比較電路123與微處理器141的輸入端相連,通過微處理器141發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器141中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器141將被測物靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置151做分級顯示及發(fā)出聲響。
上述的調(diào)制控制電路124、脈沖激勵(lì)電路121、無源LC振蕩電路122和積分比較電路123的實(shí)現(xiàn)電路與圖3中對應(yīng)標(biāo)號部分相同。
以上諸實(shí)施例僅供說明本實(shí)用新型之用,而非對本實(shí)用新型的限制,有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下,還可以作出各種變換或變化,因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇之內(nèi),并由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求1.一種探測器的探測控制電路,包括微處理器、顯示和聲響裝置及其探測被測物的控制回路,其特征在于所述的探測被測物的控制回路包括依次相連的調(diào)制控制電路、傳感器和積分比較電路,所述的調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將被測物靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述的傳感器為探測木材的電容式傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述電容式傳感器為電阻電容振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述的傳感器為探測金屬物的電感式傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述電感式傳感器包括脈沖激勵(lì)電路和與之相連的無源LC振蕩電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述的傳感器為電源線傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述的顯示和聲響裝置為分級顯示和聲響裝置,即該探測器可根據(jù)被探測物和探測器之間的距離做分級顯示及發(fā)出聲響。
8.一種探測器的探測控制電路,包括微處理器、顯示和聲響裝置及其探測木材的第一控制回路、探測金屬物的第二控制回路和探電源線的第三控制回路,其特征在于所述的第一控制回路包括依次相連的第一調(diào)制控制電路、電容式傳感器和第一積分比較電路,所述的第一調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的第一積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該第一控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將木材靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響;所述的第二控制回路包括依次相連的第二調(diào)制控制電路、電感式傳感器和第二積分比較電路,所述的第二調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的第二積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該第二控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將金屬物靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響;所述的第三控制回路包括依次相連的第三調(diào)制控制電路、電源線傳感器和第三積分比較電路,所述的第三調(diào)制控制電路與所述的微處理器的輸出端相連,所述的第三積分比較電路與所述的微處理器的輸入端相連,通過微處理器發(fā)出一個(gè)調(diào)制控制脈沖信號,經(jīng)過該第三控制回路得到一開機(jī)時(shí)存儲于該微處理器中作為校零值的脈沖寬度信號,并由微處理器將電源線靠近傳感信號與該校零值進(jìn)行運(yùn)算、處理后,供顯示和聲響裝置做分級顯示及發(fā)出聲響。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述電容式傳感器為電阻電容振蕩器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種探測器的探測控制電路,其特征在于所述電感式傳感器包括脈沖激勵(lì)電路和與之相連的無源LC振蕩電路。
專利摘要一種探測器的探測控制電路,包括微處理器、顯示和聲響裝置及其探測被測物的控制回路,該探測被測物的控制回路包括依次相連的調(diào)制控制電路、傳感器和積分比較電路。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是第一,使用了積分比較電路,使信號處理可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,利用微處理器的時(shí)鐘信號通過定時(shí)器或分頻后得到的時(shí)間信號去控制和區(qū)分是否探測到木材、金屬物質(zhì)和是否有帶電的電源線,可采用無A/D的微處理器,從而在獲得分級顯示的同時(shí)降低成本;第二,由于采用了調(diào)制控制信號使校零范圍較寬,工作穩(wěn)定;第三,探金屬部分采用了脈沖激勵(lì)的無源LC振蕩回路,配合調(diào)制控制信號,具有較高的工作穩(wěn)定性,不需要反饋控制回路,簡化了電路,擴(kuò)大了工作范圍。
文檔編號G01V3/08GK2748931SQ20042003779
公開日2005年12月28日 申請日期2004年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月21日
發(fā)明者戴明遠(yuǎn), 包錦雄 申請人:上海凱歌電子有限公司
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