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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Um detector de metais simples com um circuito de 4,6 kHz. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / detectores de metal princípio de funcionamento Este detector de metais consiste em registrar um sinal refletido por um objeto metálico. Este sinal surge devido ao efeito no metal de um campo magnético alternado da bobina de transmissão (irradiação). A bobina receptora está localizada no mesmo plano que a bobina transmissora de tal forma que as linhas de força magnética que passam por ela criam um pequeno EMF. Não há sinal nos terminais da bobina receptora ou é muito pequeno. Uma redução adicional deste sinal é fornecida pela unidade de compensação. Mas se um objeto de metal entra no campo das bobinas, o acoplamento indutivo entre as bobinas muda, um sinal elétrico aparece nos terminais da bobina receptora, que é amplificado, retificado e depois filtrado. Como resultado, uma certa tensão constante aparece na saída do filtro, que aumenta à medida que as bobinas se aproximam de um objeto de metal. Esta tensão é alimentada a uma das entradas da unidade de comparação, onde é comparada com a tensão de referência aplicada à sua segunda entrada. O nível de tensão de referência é ajustado de forma que mesmo um pequeno aumento no sinal leve a uma mudança significativa no nível do sinal na saída do nó de comparação. Isso, por sua vez, ativa a chave eletrônica que controla a campainha do detector de metais. Diagrama esquemático O esquema do detector de metais é mostrado na fig. 2.2. O gerador, feito no transistor VT2 e no circuito L1C3, opera a uma frequência de aproximadamente 4,6 kHz.
O gerador de baixa frequência fornece:
A profundidade de detecção de objetos por qualquer detector de metais depende da frequência do sinal de trabalho, sua potência, tamanho dos indutores, bem como tamanho e forma do objeto e sua posição. Quanto maior a frequência do gerador, menor a profundidade de detecção de objetos pequenos. Quanto maiores os indutores, maior será a profundidade de detecção. O gerador é montado em um conjunto de transistor 2TC3103A. O transistor VT2 funciona diretamente no gerador, e o transistor VT1, junto com um divisor de peças R2 ... R4, funciona em um estabilizador de temperatura que fornece compensação de temperatura. Os sinais que chegam à bobina receptora L2 são limitados em amplitude (no caso de um grande objeto de metal ser detectado) pelos diodos VD1, VD2 e, em seguida, amplificados pelo amplificador operacional DA1.1. A entrada deste microcircuito através do capacitor C5, resistores R7-R10 e capacitor C8 recebe um sinal de compensação do gerador. Ele atenua o sinal vindo da bobina L3 da bobina L1 na ausência de objetos de metal próximos. Após a amplificação, o sinal passa pelo filtro R16C11 no amplificador operacional DA1.2. Com uma tensão de entrada positiva fornecida à entrada não invertida do microcircuito, o diodo VD3 está aberto e fornece feedback negativo. O capacitor C12 está carregado e a seta indicadora PA1 se desvia. Com uma tensão de entrada negativa, o diodo é fechado, não há realimentação e há tensão zero no cátodo do diodo.
Arroz. 2.3. Aparência de três placas de circuito impresso de um detector de metais com um circuito de 4,6 kHz O sinal do detector é suavizado pelo filtro R21C14R22C15 e enviado ao comparador DA2.1, onde é comparado com a tensão de referência regulada pelos resistores variáveis R23 (grosso) e R25 (fino). Quando o comparador é acionado, a tensão em sua saída diminui, o transistor VT3 fecha e o gerador de tom montado no amplificador operacional DA2.2 começa a funcionar. Seu sinal de saída é alimentado a um amplificador de potência feito em um transistor VT4, cuja carga é um fone de ouvido de um aparelho auditivo. O volume do som é regulado por um resistor variável R38. O estágio de saída é alimentado por uma fonte separada, o que elimina a possibilidade de excitação do dispositivo. A parte principal do circuito do detector de metais é alimentada por uma fonte de 12 V, que é adicionalmente estabilizada pelo chip DA3 em 9 V. Os detalhes do detector de metais são montados em três placas de circuito impresso (Fig. 2.3, a-c) feitas de fibra de vidro de folha unilateral. Eles são projetados para o uso de resistores MLT-0,125, resistor SP4-1 (R10) capacitores K71-7 (C3, C6). Indicador de seta RA1 - indicador de nível de gravação de qualquer gravador. Fabricação de bobinas Atenção especial deve ser dada à fabricação de bobinas. Isso determinará a qualidade do detector de metais no futuro. As bobinas são enroladas de maneira ideal em um mandril com diâmetro de 140 mm, para o qual é bom usar uma jarra de vidro. Cada bobina deve consistir em 200 voltas de fio de cobre esmaltado de 0,27 mm de diâmetro com um fio do meio. Antes de remover a bobina do mandril, ela deve ser amarrada em três ou quatro lugares e, após a remoção, enrole-a com um fio forte para que as voltas se encaixem perfeitamente. Em seguida, as bobinas devem ter o formato mostrado na Fig. 2.4 e prenda-os a uma placa de plástico 1 com roscas 2. A bobina transmissora 3 é colocada na parte inferior e a bobina receptora 4 está na parte superior. A bobina receptora deve ser equipada com uma tela de alumínio (a partir de uma tira de papel alumínio) com uma folga que impeça a formação de um loop fechado. Os condutores da bobina devem ser conectados ao resto do instrumento com um cabo trançado blindado. A distância entre as voltas verticais (conforme Fig. 2.4) das bobinas deve ser de aproximadamente 25 mm. É finalmente especificado após configurar o detector de metais de acordo com a leitura mínima do indicador PA1 na ausência de objetos metálicos próximos às bobinas.
Arroz. 2.4. forma de bobina Após a fixação final das bobinas com cola ou selante, elas podem ser cobertas por cima com uma caixa decorativa e uma haste pode ser fixada nela. Configuração e operação A configuração do detector de metais consiste em definir o controle deslizante do resistor R10 (com a posição intermediária do controle deslizante do resistor R48) para uma posição tal que a seta do indicador PA1 esteja na marca "zero". Para facilitar a operação do dispositivo, é aconselhável posicionar a seta no meio da escala selecionando o resistor R19. Para isso, em alguns casos será necessário trocar a conexão dos terminais de uma das bobinas do gerador. Ao operar o detector de metais, após 20 minutos de configuração do modo de operação com o resistor R8, é necessário obter uma leitura "zero" do relógio comparador. Depois disso, os resistores variáveis R25 e R23 devem definir a tensão de referência próxima à operação do comparador e ao aparecimento de um som tonal. Autor: Grichko V.
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