|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Металошукач із підвищеною чутливістю на транзисторах. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Металошукачі В основу роботи металошукача, схема та конструкція якого розглянуті в даному розділі, покладено принцип аналізу змін биття коливань двох генераторів, частота одного з яких стабільна, а частота другого змінюється з появою в зоні дії приладу металевого предмета. При роботі над даним пристроєм була зроблена спроба створити металодетектор, вільний від низки недоліків, властивих іншим аналогічним конструкціям. Незважаючи на те, що схема цього приладу була розроблена більше 20 років тому, до його переваг слід віднести порівняно високу чутливість, стабільність у роботі, а також можливість відрізняти кольорові та чорні метали. Використані схемотехнічні рішення забезпечили підвищену стабільність робочих частот генераторів, що дозволило оцінювати частоти биття в діапазоні від 1 Гц до 10 Гц. Як наслідок, підвищилася чутливість приладу, а також знизився споживаний ним струм. Принципова схема Як уже вказувалося, пропонована конструкція є одним з численних варіантів металодетекторів типу BFO (Beat Frequency Oscillator), тобто є пристроєм, в основу якого покладено принцип аналізу биття двох частот (рис. 2.10).
Основу приладу складають вимірювальний та опорний генератори, детектор ВЧ-коливань, попередній підсилювач, перший підсилювач-обмежувач, диференційний ланцюг, другий підсилювач-обмежувач та підсилювач низької частоти. Як вимірювальний і опорний генератори використані два простих LC-генератори, виконані на транзисторах Т1 і Т2. Ці транзистори входять до складу мікросхеми К159НТ1Г, яка є парою ідентичних за параметрами транзисторів, розміщених в одному корпусі. Використання транзисторного складання дозволяє суттєво підвищити температурну стабільність частот генераторів. Кожен генератор зібраний за схемою ємнісної триточки, при цьому транзистори Т1 та Т2 включені за схемою із загальною базою. Порушення коливань забезпечується завдяки введенню позитивного зворотного зв'язку між колектором та емітером кожного транзистора. Робоча частота генераторів визначається параметрами частотних ланцюгів, включених між колекторами і емітерами транзисторів Т1 і Т2. При цьому частотоздатними елементами першого генератора, який виконує функції вимірювального генератора, є пошукова котушка L1 та конденсатори С1, С2 та С3. Робоча частота другого, опорного генератора визначається параметрами котушки індуктивності L2, а також конденсаторів С6, С7 і С9. При цьому обидва генератори налаштовані на робочу частоту 40 кГц. За допомогою резисторів R1-R4 забезпечується встановлення режимів роботи транзисторів T1 та T2 по постійному струму. У процесі налаштування приладу зміною ємності конденсатора С6 здійснюється грубе налаштування опорного генератора на вибрану частоту гармонії биття. При цьому ємність С6 конденсатора може змінюватися в межах від 100 до 330 пФ. Точне налаштування частоти биття виконується змінним резистором R7, за допомогою якого змінюється зміщення на стабілітроні D1, який у цій схемі виступає у ролі варикапа. При наближенні пошукової котушки L1 коливального контуру генератора, що перебудовується, до металевого предмета її індуктивність змінюється, що викликає зміну робочої частоти генератора. При цьому якщо поблизу котушки L1 знаходиться предмет з чорного металу (феромагнетика), її індуктивність збільшується, що призводить до зменшення частоти генератора. Кольоровий метал зменшує індуктивність котушки L1, а робоча частота генератора зростає. ВЧ-сигнал, сформований в результаті змішування сигналів вимірювального та опорного генераторів, виділяється на резисторі навантаження R5. При цьому амплітуда сигналу змінюється з частотою биття, яка дорівнює різниці частот сигналів ВЧ. Низькочастотна огинаюча ВЧ-сигналу детектується спеціальним детектором, виконаним на діодах D2 та D3 за схемою подвоєння напруги. При цьому конденсатор С11 забезпечує фільтрацію високочастотної складової сигналу. З навантаження детектора, ролі якої виступає резистор R6, низькочастотний сигнал биття через конденсатор С12 подається на попередній підсилювач, виконаний на транзисторі T3. З колектора транзистора T3 посилений сигнал через конденсатор С13 надходить на перший підсилювач-обмежувач, виконаний на транзисторі T4 і забезпечує формування прямокутних імпульсів. За допомогою дільника, складеного резисторами R11 і R12, на базу транзистора T4 подається така напруга усунення, при якому транзистор знаходиться на порозі відкриття. Синусоїдальний сигнал, що надходить на базу транзистора T4, обмежується з двох сторін. В результаті навантаження каскаду, роль якої виконує резистор R13, формуються прямокутні імпульси, які далі диференціюються ланцюгом C14, R14, R15 і перетворюються на гострі піки. У цьому місці фронту кожного імпульсу формується пік позитивної полярності, але в місці спаду - пік негативної полярності. Слід зазначити, що тривалість цих піків залежить від частоти проходження прямокутних імпульсів та його тривалості. Позитивні піки надходять з урахуванням транзистора T5, а негативні зрізаються діодом D4. Транзистор T5, як і транзистор T4, працює в ключовому режимі та обмежує вхідний сигнал так, що на колекторному навантаженні, що утворюється резисторами R16 та R17, формуються короткі прямокутні імпульси фіксованої тривалості. Конденсатор С15 фільтрує вихідний сигнал та покращує тембр звучання сигналу в головних телефонах ВF1. З резистора R16, який є регулятором гучності, сигнал надходить на підсилювальний каскад, виконаний на транзисторах T6 та T7, включених за схемою так званого складеного транзистора. При такому включенні формується еквівалент транзистору провідності pnp підвищеної потужності з більшим коефіцієнтом передачі струму. Потім посилений сигнал надходить на головні телефони ВF1. Застосований у цій конструкції спосіб формування імпульсного сигналу з синусоїдального дозволяє знизити споживану підсилювачем потужність, особливо у вихідному каскаді, оскільки в паузах між імпульсами транзистори T5, Т6 і T7 закриті. Живлення металодетектора здійснюється від джерела В1 напругою 4,5, при цьому споживаний струм не перевищує 2 мА. Деталі та конструкція До деталей, що використовуються, при складанні металошукача з підвищеною чутливістю не пред'являються будь-які особливі вимоги. Єдине обмеження пов'язане з габаритними розмірами, оскільки більшість деталей даного приладу змонтована на друкованій платі розмірами 70х110 мм, виконаної з одностороннього фольгованого гетинаксу або склотекстоліту. Друкована плата розрахована на використання постійних резистори МЛТ-0,125, конденсаторів КСВ, ПМ, МБМ, К50-6 або їм аналогічних (рис. 2.11). При повторенні даної конструкції як транзисторне складання (транзистори Т1 і Т2) можна використовувати мікросхему К159НТ1 з будь-яким буквеним індексом. Однак нині її не можна знайти. Тому при необхідності замість транзисторного складання рекомендується використовувати два транзистори типу КТ315Г з однаковими або можливо близькими параметрами (статичним коефіцієнтом передачі струму та початковим струмом колектора).
У підсилювальних каскадах (транзистори Т3, Т4 і Т5) замість транзистори типу КТ342Б можна встановити транзистори типу КТ315Г, КТ503Е або КТ3102А - КТ3102Е. Транзистор типу КТ502Е (Т6) цілком замінимо на КТ361, а транзистор типу К503Е (Т7) – на КТ315 з будь-якими буквеними індексами. Але в цьому випадку головні телефони мають бути високоомні (типу ТОН-2 або ТЕГ-1). При використанні низькоомних телефонів транзистор Т7 повинен бути потужнішим, наприклад типу КТ603Б або КТ608Б. Як стабілітрон D1 також можна використовувати стабілітрони типу Д808-Д813 або КС156А. Діоди D2 та D3 можуть бути будь-якими із серій Д1, Д9 або Д10. Котушка L2 містить 250 витків дроту ПЕВ-2 діаметром 0,1 мм, намотаних на магнітопроводі СБ-23-11а. При її виготовленні можна використовувати й інші осердя. Головне – щоб індуктивність готової котушки становила 4 мГ. Вимірювальна котушка L1 містить 100 витків дроту ПЕВ-1 діаметром 0,3 мм і виконана у вигляді тора діаметром 160 мм. Цю котушку простіше виготовити на жорсткому каркасі, проте можна обійтися без нього. В цьому випадку як тимчасовий каркас можна використовувати будь-який круглий предмет, що підходить за розмірами, наприклад банку. Витки котушки намотуються внавал, після чого знімаються з каркаса і екрануються електростатичним екраном, який є незамкнутою стрічкою з алюмінієвої фольги, намотаною поверх джгута витків. Щілина між початком та кінцем намотування стрічки (зазор між кінцями екрана) повинна становити не менше 10 мм. При виготовленні котушки L1 потрібно уважно стежити за тим, щоб не сталося замикання кінців стрічки, що екранує, оскільки в цьому випадку утворюється короткозамкнутий виток. Для підвищення механічної міцності котушку можна просочити епоксидним клеєм. До висновків котушки слід підпаяти провідники двожильного екранованого кабелю довжиною близько метра, на іншому кінці якого встановлюється роз'єм типу СШ-3 або будь-який інший відповідний малогабаритний роз'єм. Обплетення кабелю необхідно з'єднати з екраном котушки. У робочому положенні роз'єм котушки підключається до частини роз'єму, розташованої на корпусі приладу. Живлення металошукача підвищеної чутливості здійснюється від джерела В1 напругою 4,5 В. Як джерело можна використовувати, наприклад, так звану квадратну батарейку типу 3336Л або три елементи типу 316, 343, з'єднані послідовно. Друкована плата з розташованими на ній елементами та джерело живлення розміщуються в будь-якому відповідному пластмасовому або дерев'яному корпусі. На кришці корпусу встановлюються змінні резистори R7 і R16, гніздо Х1 для підключення пошукової котушки L1, вимикач S1, а також гніздо Х2 для підключення головних телефонів BF1. Налагодження Як і при регулюванні інших металошукачів, налаштування даного приладу потрібно проводити в умовах, коли металеві предмети віддалені від котушки L1 на відстань не менше 1,5 м. Безпосереднє налагодження металодетектора слід розпочати з вибору потрібної частоти биття. Для цього рекомендується скористатися осцилографом чи цифровим частотоміром. Працюючи з осцилографом його пробник необхідно підключити до точки з'єднання резисторів R1, R4, R5 і конденсатора С8, тобто до входу детектора. Осцилограма у цій точці нагадує осцилограму модульованого ВЧ-сигналу. Далі, підлаштовуючи котушку L2 і підбираючи ємності конденсаторів С2 і С6, потрібно домогтися того, щоб частота модуляції (частота биття) дорівнювала приблизно 10 Гц. При використанні цифрового частотоміра для налаштування металошукача частотомір слід підключити спочатку до колекторного ланцюга транзистора Т1, а потім до колектора транзистора Т2. Підбираючи параметри зазначених раніше елементів (індуктивність котушки L2, ємності конденсаторів С2 і С6) необхідно домогтися того, щоб різниця частот сигналів на колекторах транзисторів Т1 і Т2 становила приблизно 10 Гц. Далі підбором резистора R8 встановлюється максимальний коефіцієнт посилення каскаду, виконаного транзисторі Т3. За відсутності осцилографа та частотоміра підбір потрібної частоти биття можна виконати і без них. При цьому необхідно спочатку встановити в середнє положення двигун резистора R7, а потім, обертаючи серцевик котушки L2, домогтися появи в телефонах клацань з частотою приблизно 1-5 Гц. Якщо встановити необхідну частоту не вдається, слід підібрати ємність конденсатора С6. Щоб зменшити вплив фону ґрунту, остаточний підбір частоти биття слід здійснювати при наближенні пошукової котушки L1 до землі. На цьому процес налаштування металошукача із підвищеною чутливістю закінчується. Порядок роботи При практичному використанні даного металодетектора слід змінним резистором R7 підтримувати необхідну частоту сигналу биття, яка змінюється при розряді батареї, зміні температури навколишнього середовища або девіації магнітних властивостей грунту. Також потрібно відрегулювати гучність клацань за допомогою регулятора R16. Якщо в процесі роботи в зоні дії пошукової котушки L1 виявиться будь-який металевий предмет, частота сигналу в телефонах зміниться. При наближенні до одним металам частота сигналу биття збільшуватиметься, а при наближенні до інших – зменшуватиметься. За зміною тону сигналу биття, маючи певний досвід, можна легко визначити, з якого металу, магнітного чи немагнітного, виготовлений виявлений предмет. За допомогою такого металошукача дрібні предмети, наприклад цвяхи, можна виявити під шаром ґрунту на глибині до 10-15 см, а великі (наприклад, кришки колодязів) - на глибині до 50-60 см. Автор: Адаменко М.В.
Штучна шкіра для емуляції дотиків
15.04.2024 Котячий унітаз Petgugu Global
15.04.2024 Привабливість дбайливих чоловіків
14.04.2024
▪ Величезні сенсорні дисплеї Microsoft ▪ Молекула для збирання та зберігання сонячної енергії ▪ Мікропластик потрапляє в їжу ▪ Радіоелектронна війна в риб'ячому царстві
▪ розділ сайту Блискавкозахист. Добірка статей ▪ стаття Схід - справа тонка. Крилатий вислів ▪ стаття Ким, коли і як винайдено перший броненосець? Детальна відповідь ▪ стаття Ірис німецький. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Індикатор металевих предметів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page