Простой металлоискатель с контуром на 4,6 кГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Металлоискатели

Комментарии к статье

Принцип действия данного металлоискателя состоит в регистрации сигнала, отраженного металлическим предметом. Этот сигнал возникает вследствие воздействия на металл переменного магнитного поля передающей (излучающей) катушки.

Приемная катушка расположена в одной плоскости с передающей таким образом, что проходящие через нее силовые магнитные линии создают малую ЭДС. На выводах приемной катушки сигнал отсутствует либо весьма мал.

Дополнительное уменьшение этого сигнала обеспечивает узел компенсации. Но если в поле катушек попадает металлический предмет, индуктивная связь между катушками изменяется, на выводах приемной катушки появляется электрический сигнал, который усиливается, выпрямляется, а затем фильтруется.

В итоге на выходе фильтра появляется некоторое постоянное напряжение, возрастающее при приближении катушек к металлическому предмету. Это напряжение поступает на один из входов узла сравнения, где сравнивается с опорным напряжением, которое прикладывается к его второму входу. Уровень опорного напряжения отрегулирован таким образом, что даже небольшое увеличение сигнала приводит к существенному изменению уровня сигнала на выходе узла сравнения.

Это, в свою очередь, приводит в действие электронный ключ, управляющий звуковым сигнализатором обнаружения металлического предмета.

Принципиальная схема

Схема металлоискателя приведена на рис. 2.2. Генератор, выполненный на транзисторе VT2 и контуре L1C3, работает на частоте примерно 4,6 кГц.

Рис. 2.2. Принципиальная электрическая схема (нажмите для увеличения)

Низкая частота генератора обеспечивает:

• с одной стороны, слабую реакцию металлоискателя на нежелательные сигналы (например, возникающие при наличии мокрого песка, мелких кусочков металла и т. д.);
• с другой - хорошую чувствительность.

Глубина обнаружения предметов любым металлоискателем зависит от частоты рабочего сигнала, его мощности, размера катушек индуктивности, а также от размеров и формы предмета и его положения.

Чем выше частота генератора, тем меньше глубина обнаружения небольших предметов. Чем больше размеры катушек индуктивности, тем больше будет глубина обнаружения. Генератор собран на транзисторной сборке 2ТС3103А. Транзистор VT2 работает непосредственно в генераторе, а транзистор VT1 совместно с делителем из деталей R2...R4 - в термостабилизаторе, обеспечивающем температурную компенсацию.

Сигналы, поступающие на приемную катушку L2, ограничиваются по амплитуде (в случае обнаружения большого металлического предмета) диодами VD1, VD2, а затем усиливаются операционным усилителем DA1.1. На вход этой микросхемы через конденсатор С5, резисторы R7-R10 и конденсатор С8 поступает сигнал компенсации с генератора. Он ослабляет по ступающий на катушку L3 сигнал с катушки L1 при отсутствии вблизи металлических предметов.

После усиления сигнал проходит через фильтр R16C11 на ОУ DA1.2. При положительном входном напряжении, поступающем на неинвертированный вход микросхемы, диод VD3 открыт и обеспечивает отрицательную обратную связь. Конденсатор С12 заряжается, и стрелка индикатора РА1 отклоняется.

При отрицательном входном напряжении диод закрыт, обратной связи нет, на катоде диода нулевое напряжение.

Рис. 2.3. Внешний вид трех печатный плат металлоискателя с контуром на 4,6 кГц

Сигнал с детектора сглаживается фильтром R21C14R22C15 и поступает на компаратор DA2.1, где сравнивается с опорным напряжением, регулируемым переменными резисторами R23 (грубо) и R25 (точно).

При срабатывании компаратора напряжение на его выходе уменьшается, транзистор VT3 закрывается, и начинает работать тональный генератор, собранный на ОУ DA2.2.

Его выходной сигнал подается на усилитель мощности, выполненный на транзисторе VT4, нагрузкой которого служит головной телефон от слухового аппарата. Громкость звука регулируют переменным резистором R38. Выходной каскад питается от отдельного источника, что устраняет возможность возбуждения устройства. Основная же часть схемы металлоискателя питается от источника напряжением 12 В, которое дополнительно стабилизируется микросхемой DA3 на уровне 9 В.

Детали металлоискателя смонтированы на трех печатных платах (рис. 2.3, а-в) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Они рассчитаны на использование резисторов МЛТ-0,125, резистора СП4-1 (R10) конденсаторов К71-7 (C3, С6). Стрелочный индикатор РА1 - индикатор уровня записи от любого магнитофона.

Изготовление катушек

Особое внимание нужно уделить изготовлению катушек. Это определит качество работы металлоискателя в дальнейшем. Катушки оптимально наматывать на оправке диаметром 140 мм, в качестве которой хорошо использовать стеклянную банку.

Каждая катушка должна состоять из 200 витков эмалированного медного провода диаметром 0,27 мм с отводом от среднего нитка. Прежде чем снять катушку оправки, ее следует перевязать и трех-четырех местах, а после снятия обмотать прочной нитью, чтобы витки плотно прилегали друг к другу.

Далее катушкам необходимо придать форму, показанную па рис. 2.4, и прикрепляют их к пластиковой тарелке 1 нитками 2. Передающую катушку 3 располагают внизу, а приемную 4 - наверху. Приемная катушка должна быть снабжена алюминиевым (из полоски фольги) экраном с зазором, препятствующим образованию замкнутого витка.

Выводы катушек нужно соединить с остальной частью прибора кабелем в экранированной оплетке. Расстояние между вертикальными (по рис. 2.4) витками катушек должно быть равно примерно 25 мм. Окончательно оно уточняется после настройки металлоискателя по минимальному показанию индикатора РА1 при отсутствии вблизи катушек металлических предметов.

Рис. 2.4. Форма катушки

После окончательного закрепления катушек при помощи клея или герметика их можно прикрыть сверху декоративным кожухом и закрепить к нему штангу.

Настройка и эксплуатация

Настройка металлоискателя заключается в установке движка резистора R10 (при среднем положении движка резистора R48) в такое положение, чтобы стрелка индикатора РА1 находилась на "нулевой" отметке. Для удобства эксплуатации прибора стрелку желательно установить на середину шкалы подбором резистора R19. Для этого в ряде случаев придется менять подключение выводов одной из катушек генератора.

При эксплуатации металлоискателя после 20-минутного установления рабочего режима резистором R8 необходимо добиться "нулевого" показания стрелочного индикатора. После этого переменными резисторами R25 и R23 следует установить опорное напряжение, близкое к срабатыванию компаратора и появлению тонального звука.

Автор: Гричко В.

Смотрите другие статьи раздела Металлоискатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Время на Земле течет по-разному 15.04.2020 Японские исследователи из института Riken's Quantum Metrology Laboratory и Токийского университета выяснили, что время в обсерватории башни Tokyo Skytree на высоте около 450 метров над уровнем земли идет на четыре наносекунды быстрее, чем непосредственно внизу небоскреба. Открытие было сделано благодаря чрезвычайно точным "оптическим часам", которые ошибаются только на одну секунду за 16 млрд лет. Данное открытие подтверждает общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, который говорил о том, что часы в сильном гравитационном поле будут идти медленнее, чем часы в поле с более слабой силой тяжести. Команда поместила два точных устройства на 456 метров и на 3 метра над уровнем моря. В среднем за неделю часы показывают, что время на последнем этаже идет на четыре наносекунды быстрее, чем у первого. "Мы хотели продемонстрировать, что мы можем проводить эти точные измерения в любом месте за пределами лаборатории с помощью переносных устройств. Это первый шаг к созданию сверхточных часов", - добавил Катори.

Другие интересные новости:

▪ Крошечный сетевой процессор NXP Semiconductors QorIQ LS1012A

▪ Обновлена линейка FPGA Efinix Titanium

▪ Индикаторы на полимерных светодиодах

▪ Песни китов помогут в изучении геологии морского дна

▪ Микрофон в ухе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья Химически опасные объекты. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Посещали ли викинги Америку? Подробный ответ

▪ статья Обжигальщик по обслуживанию туннельных печей, работающих на природном газе. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Индикатор электрического поля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бестрансформаторный стабилизированный источник питания на интегральном стабилизаторе, 220/12 вольт 150 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026