|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
无线电电子与电气工程百科全书 击败金属探测器。 无线电电子电气工程百科全书
所提出的金属探测器设计用于“近距离”搜索物体。 它是按照最简单的方案组装的。 该装置结构紧凑且易于制造。 检测深度为：
结构方案 框图如图所示。 8、由几个功能块组成。 晶体振荡器是稳定频率的矩形脉冲源。
振荡电路连接到测量发生器，其中包括传感器 - 电感器。 两个发生器的输出信号被馈送到同步检测器的输入，同步检测器在其输出处生成差频信号。 该信号具有近似锯齿形状。 为了便于进一步处理，使用施密特触发器将同步检波信号转换为矩形信号。 显示装置被设计为使用压电发射器产生差频的声音信号，并使用LED指示器直观地显示该频率的值。 示意图 作者开发的节拍检测器原理图如图9所示。 XNUMX.
晶体振荡器的电路类似于基于“发送-接收”原理的金属探测器发生器的电路，但在 D1.1-D1.3 反相器上实现。 振荡器频率由石英或压电陶瓷谐振器 Q 稳定，谐振频率为 215 Hz ~ 32 kHz（“石英手表”）。 R1C2电路防止发电机在高次谐波下励磁。 通过电阻R2使PIC电路闭合，通过谐振器Q使PIC电路闭合。 该发生器的特点是简单、电源电流消耗低、在 3..15 V 电源电压下可靠运行、不含调谐元件和过高电阻。 发生器的输出频率约为32 kHz。 需要额外的计数触发器D2.1来生成占空比恰好等于2的信号，这是后续同步检测器电路所需要的。 测量发生器 发生器本身是在晶体管 VT1、VT2 的差分级上实现的。 POS 电路采用电流方式实现，从而简化了电路。 差分级的负载是振荡电路L1C1。 生成频率取决于振荡电路的谐振频率，并且在某种程度上取决于差分级的模式电流。 该电流由电阻器 R3 和 R3' 设置。 设置设备时，通过选择电容 C1 粗略地调整测量发生器的频率，并通过调整电位器 R3' 平滑地调整测量发生器的频率。 为了将差分级的低压输出信号转换为数字CMOS微电路的标准逻辑电平，根据晶体管VT3上的共发射极电路使用级联。 D3.1 元件输入端带有施密特触发器的整形器为后续计数触发器的正常操作提供陡峭的脉冲边沿。 需要额外的计数触发器D2.2来生成占空比恰好等于2的信号，这是后续同步检测器电路所需要的。 同步检测器 该检测器由在 D4.1“XOR”元件上实现的乘法器和 R6C4 积分电路组成。 其输出信号形状接近锯齿波，该信号的频率等于石英振荡器和测量振荡器的频率之差。 施密特触发器 施密特触发器在 D3.2 元件上实现，并根据同步检测器的锯齿电压生成矩形脉冲。 显示装置 它只是一个强大的缓冲逆变器，在其余三个逆变器D1.4-D1.6上实现，并联以增加负载能力。 显示设备的负载是LED和压电发射器。 零件类型和设计 表中给出了所用微电路的类型。 四。 表 4. 使用的微电路类型
可以使用K561系列微电路代替K1561系列微电路。 您可以尝试使用K176系列的一些芯片。 数字电路未使用元件的输入不得悬空！ 它们应该连接到公共总线或电源总线。 晶体管VT1、VT2是带有任何字母的K159NT1型集成晶体管组件的元件。 它们可以被 KT315、KT312 等类型的具有 npn 导电性的分立晶体管替代。 晶体管 VT3 - KT361 型任何字母或类似类型，具有 pnp 导电性。 金属探测器电路中使用的电阻没有特殊要求。 它们只需要坚固且易于安装即可。 额定功耗应为 0,125 ... 0,25 W。 补偿电位器R3'宜为多圈式SP5-44或带游标调节式SP5-35。 您可以使用任何类型的传统电位器。 在这种情况下，最好使用两个串联连接。 一 - 用于粗调，标称值为 1 kOhm。 另一个用于微调，标称值为100欧姆。 电感器L1的绕组内径为160mm，匝数为100匝。 电线类型 - PEL、PEV、PELSHO 等线径 0,2...0,5 毫米。 线圈设计见下文。 电容器C3是电解电容器。 推荐型号——K50-29、K50-35、K53-1、K53-4等小型。 其余电容器除测量发生器线圈振荡电路的电容器外，均为陶瓷型K10-7等。 电路中的电容C1比较特殊。 在精度和热稳定性方面对其提出了很高的要求。 该电容器由多个（5 ... 10 个）单独电容器并联组成。 通过选择电容器的数量及其额定值来粗调电路以适应石英振荡器的频率。 推荐的电容器类型为K10-43。 它们的热稳定性组是 MPO（即 TKE 大约为零）。 可以使用精密电容器和其他类型，例如K71-7。 最后，可以尝试使用KSO等带有银板的耐高温云母电容或聚苯乙烯电容。 LED VD1 型 AL336 或类似的高效率。 可见辐射范围内的任何其他 LED 都可以。 石英谐振器 Q - 任何小型手表石英（类似的也用于便携式电子游戏）。 压电发射器 Y1 - 可为ЗП1-ЗП18 型。 使用进口电话的压电发射器可以获得良好的结果（它们在带有来电显示的电话的制造中被大量“浪费”）。 该设备的设计可以是非常任意的。 开发时，最好考虑传感器和外壳设计部分中概述的建议。 金属探测器电子部分的印刷电路板可以采用任何传统方法制作；也可以方便地使用现成的面包板印刷电路板进行微电路的DIP封装（2,5毫米间距）。 设置设备 建议按以下顺序设置设备。 1、根据电路图检查安装是否正确。 确保相邻 PCB 导体、相邻微电路腿等之间没有短路。 2. 连接电池或9V电源，严格注意极性。 打开设备并测量消耗的电流。 应该是10mA左右。 与指定值的急剧偏差表明微电路安装不正确或发生故障。 3. 确保晶体振荡器的输出端和元件 D3.1 的输出端存在频率约为 32 kHz 的纯波形。 4. 确保触发器 D2.1 和 D2.2 的输出处有频率约为 16 kHz 的信号。 5. 确保元件D3.2 输入端有差频锯齿波电压，输出端有矩形脉冲。 6. 确保显示设备正常工作 - 视觉和听觉。 可能的修改 该装置的方案非常简单，因此我们只能谈论进一步的改进。 这些包括： 1.增加一个可选的LED对数频率指示器。 2. 在测量发生器中使用变压器传感器。 让我们仔细看看这些修改。 对数频率指示器 对数频率指示器是一种先进的LED指示器。 它的刻度由八个单独的 LED 组成。 当测量的频率达到一定阈值时，刻度上相应的LED灯亮起，其余10个不亮。 该指示器的一个特点是相邻 LED 的频率响应阈值彼此相差两倍。 换句话说，指示刻度具有对数刻度，这对于跳动金属探测器等设备来说非常方便。 对数频率指示器的示意图如图XNUMX所示。 XNUMX. 尽管该指标的方案是由作者独立开发的，但它并不声称是原创的，因为专利检索表明此类方案是已知的。 尽管如此，作者认为，指标方案本身及其在国内要素基础上的实施都具有一定的意义。
对数指标的工作原理如下。 指示器的输入端接收来自跳动金属探测器电路的施密特触发器的输出端的信号（见图9）。 该信号是二进制计数器 D5.1-D5.2 的输入（编号按照图 9 中的方案继续）。 这些计数器由来自施密特触发器 D3.3 上的辅助振荡器的高电平信号定期复位，频率约为 10 Hz。 在辅助发生器信号的上升沿，计数器的状态也被写入并行四位寄存器D6和D7。 因此，在寄存器D6和D7的输出处，存在拍频信号频率的数字代码。 如果将刻度上相应的 LED 设置为与频率代码的某一位中的一个的出现相对应，则可以很容易地将这个代码转换为对数刻度（这是该方案的“亮点”）代码的高位全部为零。 显然，这个任务应该由组合电路来完成。 这种方案最简单的实现是定期重复 OR 元素的链接。 在实际电路中，OR-NOT元件D8、D9与强大的缓冲反相器D10、D11一起使用。 在电路的输出端，以“单位波”的形式获得用于控制刻度 LED 的逻辑信号。 当然，从节省电池电量的角度来看，刻度尺不要采用LED发光柱的形式（一次最多8个），而是采用移动点的形式。一个发光 LED。 为此，指示线的 LED 连接在组合电路的输出之间。 对于非常低的频率，闪烁 LED 形式的指示仍然更合适。 在所提出的方案中，它与 LED 刻度的开始结合在一起，并在下一段亮起时立即熄灭。 通过选择元件R8、C5，可以改变辅助发电机的频率值，从而改变频率范围限制。 零件类型和设计 表中给出了所用微电路的类型。 四。 表 4. 使用的微电路类型
可以使用K561系列微电路代替K1561系列微电路。 您可以尝试使用K176系列的一些芯片。 为了简单起见，通常不会显示 D8-D11 微电路的电源接线和引脚编号。 LED VD2-VD9 类型 AJ1336 或类似的高效率 LED。 它们的电流设置电阻器 R9-R17 具有相同的值 1,0 ... 5,1 kOhm。 这些电阻的电阻越低，LED 就会发出越亮的光。 然而，在这种情况下，K561LN2微电路的负载能力可能不够。 在这种情况下，建议在指示电路中使用并联输出反相器。 通过简单地将相同类型的附加微电路外壳（最多 4 件）焊接到电路中安装的每个 K561LN2 微电路的顶部来组织这种并联连接是最方便的。 变压器传感器 用于金属探测器的变压器探测器的想法简单而优雅。 它早已为人所知，并源于简化金属探测器传感器线圈设计的愿望。 任何设计的典型金属探测器传感器的共同缺点是线圈匝数较多（超过 100 匝）。 因此，传感器结构的刚性不足，需要采用附加框架、环氧树脂浇注等特殊措施。 另外，此类线圈的寄生电容较大，为了消除因线圈（线圈）与地及操作者身体电容耦合而产生的虚假信号，需要对绕组进行屏蔽。 消除所列出的缺点的方法很简单且显而易见 - 必须使用由最少匝数组成的线圈 - 从一匝开始！ 当然，这样的解决方案在“前额”上不起作用，因为一匝微不足道的电感将需要振荡电路电容器的巨大电容、具有巨大输出电流的信号发生器以及确保高品质因数的特殊技巧。 现在是时候回顾一下是否存在一种设计用于匹配阻抗的设备，用于将高电压低电流的交流信号转换为高电流的低压信号，反之亦然。 事实上，我们拿一个变压比大约为一百的变压器，将其降压绕组连接到一匝，即金属探测器传感器，将升压绕组连接到金属探测器电路而不是电感器。 从结构上讲，这种变压器传感器的一匝可以通过多种方式制成。 例如，可以是截面为 6 ... 10 mm 的铜或铝单芯线环2 适用于铜和 10...35 mm2 对于铝。 电力电缆内导体使用方便。 可以用金属管制造线圈以减轻重量并增加刚性。 可以通过粘贴到片材上甚至用普通的箔玻璃纤维来制造箔卷。 在任何方便的地方，线圈通过连接到设备的公共总线来接地，这确保了寄生电容耦合的补偿。 由于一匝总电阻模量值较低，这些连接对给定传感器设计的影响要小几个数量级。 变压器传感器可以实现紧凑型敲击金属探测器的折叠设计。 她的草图如图所示。 11. 传感器变压器由直接安装在金属探测器板上的环形磁芯制成，并放置在塑料盒中。 变压器降压绕组和传感器线圈在结构上是一个整体，采用截面为6mm2的铜绝缘单芯线制成的矩形框架，通过焊接封闭。 指定的框架具有旋转能力。 在折叠位置，框架沿着设备主体的周边定位，并且不占用额外的空间。 在工作位置，它转动 180°。 为了将框架固定在安装位置，使用由橡胶或其他类似材料制成的密封衬套。 还可以使用用于框架的任何其他合适的机械保持器。
制作变压器传感器线圈的导体横截面必须不小于构成金属探测器传感器常用线圈的所有匝数的总横截面。 这不仅是为了使结构具有必要的强度和刚度，而且也是为了使具有电感器变压器模拟的振荡电路获得不太低的品质因数（顺便说一句，当使用这样的线圈时）一个辐射线圈，里面的电流可以达到几十安培！）。 出于同样的原因，适当选择变压器降压绕组的线径也是必要的。 它的横截面可以比线圈导体的横截面小，但其欧姆电阻不应大于线圈的欧姆电阻。 为了减少欧姆电阻造成的损耗，必须非常小心地将匝与变压器的降压绕组连接起来。 推荐的连接方法是焊接（对于铜线圈）和在惰性气体环境中焊接（对于铝）。 对变压器的要求是： 首先，它必须在所需频率下以低损耗运行。 实际上，这意味着其磁路必须由低频铁氧体制成。 其次，其绕组不应对传感器的阻抗产生明显的影响。 实际上，这意味着降压绕组的电感必须明显大于线圈的电感。 用于具有导磁率的环形铁氧体磁芯 μ2000年，直径超过30毫米，即使降压绕组一匝也是如此。 第三，变压比必须使得传感器匝数连接到降压绕组的升压绕组的电感与典型传感器的传统线圈的电感大致相同。 不幸的是，变压器传感器的优点远远超过其仅对于节拍检测器的缺点。 对于更敏感的设备，这种传感器不适用，因为它对机械变形的敏感性相当高，这会导致在运动过程中出现错误信号。 这就是为什么变压器检测器仅包含在节拍检测器部分中。 作者：Shchedrin A.I.
花园疏花机
02.05.2024 先进的红外显微镜
02.05.2024 昆虫空气捕捉器
01.05.2024
▪ 飞机几乎可以静音 ▪ 芯片帮助组装家具
▪ 文章一天中的这个时候您更喜欢哪个国家的葡萄酒？ 流行表达
www.diagram.com.ua |
25mm - 5 厘米；
查看其他文章 部分 
科技、新电子最新动态：
本页所有语言