带有比较电路的微电路上的金属探测器。方案、说明

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带有比较电路的微电路金属探测器。无线电电子电气工程百科全书

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文章评论

优点和缺点

所有这些设备的工作原理都是基于两个发电机振荡频率的比较：

参考;
搜索，当暴露于金属物体的振荡电路时改变频率。

还有其他已知的方法：

桥，当测量桥的不平衡被记录时，在其臂之一中包括搜索线圈；
相移法，当测量参考振荡器和搜索振荡器的振荡的相移时；
发射器-接收器方法，记录物体重新辐射的射频能量。

它们比比较频率值的方法（节拍法）更有效。但实施起来比较容易。使用它构建的金属探测器具有以下优点：

它们很紧凑；
不需要仔细的调谐和高频稳定措施；
操作上毫不客气。

因此，它们被家庭工匠和无线电爱好者广泛使用。

简易金属探测器示意图

该设备可在 80 mm 的深度检测 0,8 戈比硬币，在 XNUMX m 的深度检测下水道井盖。

最简单的金属探测器示意图如图2.6所示。 176、a. 它仅组装在一颗 K2LP1.1 芯片上。其元件之一（DD1.3）用于示例性发生器，另一个元件（DDXNUMX）用于可调发生器。

参考振荡器的振荡电路由线圈L1和电容器C1、C2组成，搜索电路由搜索线圈L2和电容器C4组成。第一个电路通过可变电容器 C1 进行频率调谐，第二个电路通过选择电容器 C4 进行频率调谐。在元件DD1.3上，制作了示例频率和可变频率的振荡的混合器。

从该节点的负载——可变电阻R5——差频信号被馈送到元件DD1.4的输入端，经其放大的音频电压被发送到耳机BF1。

高灵敏度金属探测器示意图

考虑增加灵敏度的金属探测器，其电路如图 2.7 所示。 118、a. 其中，K1UN1D（DAXNUMX）微电路用作差频振荡的混频器和放大器。

带有比较电路的微电路上的金属探测器

米。 2.6。最简单的微电路金属探测器，带有比较电路：a——电路图； b——印刷电路板

带有比较电路的微电路上的金属探测器

米。 2.7. 带比较电路的微电路高灵敏度金属探测器：a-电路图； b——印刷电路板

该器件的参考振荡器和搜索振荡器在方案上是相同的。它们中的每一个都是在两个逆变器上制作的（分别是DD1.1、DD1.2和DD2.1、DD2.2）。元件DD1.3和DD2.3起到缓冲器的作用，减弱混合器对发电机的影响。

参考振荡器必须通过可变电容器 C1 调谐到给定频率，搜索振荡器则通过选择的电容器 C2 调谐到给定频率。

升级版跳动金属探测器电路

您可以通过将参考振荡器的频率设置为搜索振荡器频率的 5-10 倍来提高使用拍频法的金属探测器的灵敏度。

在这种情况下，参考振荡器的振荡与搜索发生器的最接近频率（5-10）谐波之间存在节拍。在这种情况下，仅失谐 10 Hz 就会导致差值振荡的频率增加 100 Hz。

正是通过这种方式实现了金属探测器灵敏度的提高，其方案如图2.8所示。 XNUMX、a.

借助这种金属探测器，可以在深达 100 mm 的深度检测一枚 1 戈比的硬币，在深达 XNUMX m 的深度检测井盖。

带有比较电路的微电路上的金属探测器

米。 2.8. 节拍上金属探测器的现代化方案：a - 电路图； b——印刷电路板

现代化金属探测器电路的运行

金属探测器的参考振荡器由 DD2 芯片的两个元件组成，频率调谐至 1 MHz，所需的频率稳定性由 ZQ1 石英谐振器提供。

搜索生成器使用 DD1 芯片的两个元件。其振荡电路L1C2C3VD1被调谐到比参考振荡器低几倍的频率。

为了重建电路，使用了 VD1 变容二极管，其上的电压由可变电阻器 R2 调节。混合器在元件DD1.4上制作，元件DD1.3和DD2.3用作缓冲器。

搜索指示灯为 BF1 耳机。

安装和PCB

每个所考虑的金属探测器都可以安装在厚度为 1,5 毫米的箔玻璃纤维制成的印刷电路板上。电路板的图纸和零件的位置如图所示。分别为2.6b、2.7b、2.8b。

该板设计用于安装固定电阻器 MJIT-OD25（MLT-025、VS-0D25）、电容器 KT-1、KM-4 或 K10-7V、K50-6。

为了调节发生器的频率，使用了来自小型晶体管接收器的带有固体电介质的可变电容器：

第一个设备中的“世界”；
第二个设备中的“行星”。

就最小和最大电容的尺寸和值而言，可以使用任何其他合适的电容器，包括容量为3-25 pF的微调器PDA-150。

可变电阻器 R5 和 R2 - 任何类型的小型。

线圈制造

根据图 1 中的示意图组装金属探测器的线圈 L2.6。 2.7, a 和 600, a 缠绕在尺寸为 K8 x 6 x 2 的铁氧体 (XNUMX NN) 环形磁芯上。

在第一个金属探测器中，线圈包含 180 匝 PELSHO 0,14 线，第二个金属探测器包含 50 匝 PELSHO 0,2 线。

在这两种情况下，绕组在磁路的整个周边都是均匀的。

在第一个金属探测器中，线圈使用 BF-2 胶水直接粘合到印刷电路板上，而在第二个金属探测器中（由于空间不足），将线圈粘合到由 1,5 毫米厚的聚苯乙烯板弯曲而成的小角上，然后粘合到电路板上用同样的胶水。

每个所考虑的金属探测器的搜索线圈都缠绕在由外径为 15 毫米、内径为 10 毫米的乙烯基塑料管弯曲而成的环中。

环的外径为：

对于第一个方案 - 250 mm（100 圈）；
对于第二个和第三个 - 200 毫米（50 圈）。

用过的电线 - PELSHO 0,27。

每个环必须用铝箔胶带包裹以进行静电屏蔽，以消除线圈与地之间的电容影响。为了防止损坏，建议用一层或两层绝缘胶带包裹箔片。

缠绕胶带时，应记住其两端之间的电接触是不可接受的（否则会形成闭环）。

由所述方法制成的成品线圈的视图如图 2.9 所示。 XNUMX。

带有比较电路的微电路上的金属探测器

米。 2.9。完成的搜索线圈的视图

随着搜索线圈直径的减小，“捕获区域”变窄，但设备对小物体变得更加敏感。相反，随着直径的增加，“捕获区域”扩大，对小物体的敏感度降低。

为了指示所有设备中的搜索，使用耳机 TON-2。金属探测器可由一节 Krona 电池或两节 3336 电池或六节串联的 316、332 电池供电。

作者：Sketeris R.

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