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在未检测到车辆等金属物体时,振荡电路输出信号u0(t)的频率基本变化不大,但该值不是一直保持不变,而会在一定范围内漂移。当检测到车辆等金属物体时,U0(t)的频率f0会突变为f。频率差△f=f-f0,其中△f的范围经大量的实验得出一般为几百赫兹到几千赫兹。图3中电路的振荡频率为:
式中,f与电路中L、C1、C2有关。
当电感L数值变化时,f也会相应改变。同样当电容容值发生变化时,f也随之变化。一般情况下,电容值随环境温度变化而变化,因此振荡频率f也随温度变化而变化。
2.5 检测电路频率算法
因为检测电路中信号频率随时在改变,这为检测机动车辆等金属物体带来一定困难,尤其在环境温度急剧变化时,信号自身频率值会大幅变化。高温时在室外环境所采集的振荡电路数据分析得出:f值在1 h内随温度变化几百赫兹,测量期间没有金属物体靠近。因此该设计采用基准动态改变方法。具体计算方法如下:设定fz为基准频率;fc为参与计算和判断的采集频率;f为实际采集频率。m和n为滤波因子。系统没有上电时,fz初始化值为0;上电后,把第1次采集到的频率f作为fz的初始值,随后定时更换fz 值。
先把实际采集到的频率f按式(2)进行一阶滤波处理,然后计算fc的值:
式(3)、式(4)中的滤波因子m,n通过试验获得。当f值快速变化时滤波结果及时跟进且数据变化越快,灵敏度越高。在检测车辆时需定时更换fz,根据室外温度变化更换时间。