王明全　袁程磊　李治华　王远航

摘要：本文介绍了一种使用TM4c123G微处理器作为主控制器，采用新型平衡线圈为传感器探头，实现检测金属微颗粒异物并报警的系统设计方案。该方案由正弦信号发生电路、差分信号处理电路、处理器电路、系统供电电路四部分构成。经过实物测试，该系统工作稳定、反应灵敏，是一套可靠的金属微颗粒检测报警装置。

关键词：金属检测；平衡线圈；TM4C123G

DOI：10.3969/j.issn.1005-5517.2017.2.012

引言

金属探测器在现代社会生活中的应用越来越广泛，从最初应用在探雷和探测地下金属开始，发展到现在的安保、食品、制药等方面的检测，其作用越来越凸显。与此同时，功能上的提高和完善也受到广大客户的关注。为了适应工业生产的发展要求，研制稳定、可靠、高精度、便于操作的新型金属检测装置是一项十分重要的课题。针对以上背景与要求，在参考众多学位论文后，着手设计并实现了一台金属微颗粒检测报警样机。该样机基于数字信号处理技术，采用新型“平衡线圈”作为传感器探头，选用TI基于Cortex-M4内核的TM4C123GH6PM微控制器（MCU）作为核心处理器，使得样机检测精度高、处理速度快，且用户界面友好。

1 系统整体方案

系统结构框图如图1所示。首先由MCU控制信号发生芯片AD9833生成正弦信号，再经LM3886进行功率放大后送入发射线圈。接收线圈将接收的差分信号送入由NE5532和OPA2134构成的放大滤波电路后，经MCU自带的12位ADC采样送入其内部进行处理。若检测到金属，则蜂鸣器发出警告，并在液晶屏上显示金属颗粒尺寸的估计值。……