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金属探测器的初级原理、调试、焊接和制造方法

[发布时间]2015-9-14 18:13:35 [浏览量]950  [返 回]

一、焊接:
这块印刷电路板面积比较小,要使用头部较尖的烙铁头。金属检测机除了关照学生注意平安问题以外,一些使用电烙
铁的常识必须教给学生,这里不再赘述。但是有几个特殊要求需要作些交代:
1、每个焊点的焊锡用量要控制恰当,幸免相邻的焊盘被焊锡粘连;
2、图纸上的R5所标阻值100欧,金属检测机但是由于这是一个控制发光二极管LED亮度的限流电阻,所以也可以用其它阻值的电阻。V3(9013)的饱和电压为0.3伏,LED的打开电压为1.4伏,电源电压3伏,可估计R5上的压降是3-0.3-1.4=2.3(伏);如果R5=100(欧),那么流过LED的电流I=2.3/100=0.023A=23mA;如果R5=220(欧),I=0.01A=10mA。现在市面上的发光二极管有的灵敏度较高,几个毫安就较亮了,所以R5还可以取大一些。这里,大家考虑到光亮要从金属探测器的外壳透出来,就把R5略取小一点;何况发光时间也不长,而视觉效果能更好些。
3、W 200(欧)是型号为“3296”的精密微调电位器,可以分为“顶调”和“边调”两类;“顶调”——调节螺丝在电位器的顶部,“边调”——调节螺丝在旁边。大家用的是“顶调”一类。焊接的时候有一个要求:把顶部的调节螺丝朝向电阻R5的一边,这是为什么?其实,这仅仅是为了调试的方便,没有特别的理由。调节螺丝顺时针旋转的时候,电位器引脚1、2之间的阻值变小;逆时针旋转调节螺丝的时候,1、2脚之间的阻值变大。这个结果和电路灵敏度高低正好相吻合——顺时针对应灵敏度提高,逆时针对应灵敏度降低。比较符合大家的思维习惯。
4、印板上有六个较大的焊盘是给螺丝固定线头用的,不要在上面搪锡。金属探测仪这里需要说明的是:如果你觉得把电感线圈以及电源的连线直接焊上去妥当,那么你就焊吧。设计用螺丝连接的考虑是在没有电烙铁的场合这样的连接要方便些,特别是在电子探测比赛场地,万一在换电池或调节灵敏度时把连线搞断了,显然用螺丝就可以较快修好;还有一点请考虑到:经过焊接的导线头更容易折断。

二、调试:
1、线路板焊好以后,检查元件无误,正确插入集成电路4011。
2、请用3伏电源(可以用2节5号电,装入配给的电池盒内,当心正负极别短路),金属探测仪分别接上电路板的正负两极,这时候蜂鸣器发出叫声(LED不亮);然后,用短线把电路板上的Q、S两点连接起来,再次接上电源,不但蜂鸣器鸣叫,而且LED也同时发光——根本断定焊接或许没有大的错误。
3、连接好电感线圈。注意线圈的同名端,请老师教给学生什么叫“同名端”以及同名端的暗示方法。
两个以上的线圈(含2个线圈)在相同的绕线方向情况下,两个线圈的首端或尾端被称为“同名端”。同名端一般用一个小圆点暗示(如图)。A和N是同名端,B和M也是同名端;而A和B、M和N不是同名端。
4、正确连接电感以后,再接上电源,这时候应该有两种或许的情况出现:一种,蜂鸣器叫,LED亮——这时候请把调节螺丝逆时针旋转,直到蜂鸣器停叫、LED熄灭;第二种情况,蜂鸣器不叫,LED不亮——把调节螺丝顺时针旋转,让蜂鸣器叫、LED亮,然后逆时针旋转调节螺丝,直到蜂鸣器停叫、LED熄灭为止。上述两种情况实际是一个结果:当蜂鸣器刚刚停叫、LED刚刚熄灭的(调节螺丝)位置,是探测器灵敏度最高的状态。只要把电感线圈靠近金属物体,蜂鸣器和LED就会劳动。
5、这个探测器的灵敏度,一般在线圈距离金属物体3厘米左右时会有所反应。不必刻意追求高灵敏度,因为(1)大家的电路功率很小,客观上受到条件的限制;(2)灵敏度越高,电路越不稳定,金属探测机很容易在外界条件的刺激下,或在电路内部参数的少量变化时,把电路的劳动状态翻转过来,不能实行正常的探测。
6、尽管这个探测器比较简单,但是仍有好多知识;即使正规实际使用的探测器,一般也离不开它的根本原理。你只有明白了原理,才会知道如何在“电子探测”活动中正确地使用探测器。它除了可以确定金属物体的位置以外,还可以大致测出金属物体的体积大小,粗略估计物体的形状。

三、原理:
电路由三局部组成。
1、电感反馈式振荡电路:由三极管V1、V2、电感L1、L2等元件组成,起振的临界点由发射极电位器W控制;起振后,V2的集电极处在低电位。当金属物体靠近电感时,由于磁通变化(电磁场能量被金属物体吸取)使电路停振,V2集电极电位升高。
按电路参数计算,振荡频率在600kHz左右。金属检测仪用一台中波调幅收音机靠近探测器线圈,可以收听到电路振荡时产生的噪音,也可以收听到二次或三次谐波的噪音。
注意:600kHz如果是等幅波那就收听不到了,二次和三次谐波同样如此;另外,因为探测器的主波频率比较接近收音机的中频465KHz,所以有的时候主频可以直接串入收音机,这时收音机满刻度都是噪音,严重干扰收音机劳动;线圈绕到15匝,振荡频率更接近中频,更容易出现这种现象。大家可以利用这个现象检测探测器电路是不是起振。
更多的情况是,探测器靠近收音机时,拨动接收电台的调谐旋钮,喇叭里发出“嘀哩嘟噜”的叫声,这也说明探测器电路起振了,但是,你知道这是为什么吗?
上述这些现象,都可以用来检测探测器振荡电路是否劳动的依据,调幅中波收音机可以视为检测的工具。
2、CD4011电位控制电路:四个与非门,大家用了三个:A1,A3、A4;其中每一个与非门都有一个输入端被接在高电位上(1、5、12脚);A3和A4是并联使用。当13脚(接在V2集电极)为高电位时,A3、A4的输出端也变为高电位。
3、显示电路:当探测器探到金属物体,振荡电路停振,A3、A4输出高电位,三极管V3(9013)导通,蜂鸣器叫、LED亮。

 

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