我們?cè)谧瞿承┲悄芸刂圃O(shè)計(jì)時(shí)，需要檢測(cè)金屬物的位置或探知是否存在金屬，這些智能控制裝置如智能小車(chē)感應(yīng)鐵塊、機(jī)器人探“雷”和金屬接近開(kāi)關(guān)等。在平時(shí)的制作中買(mǎi)一個(gè)金屬傳感器價(jià)格高且使用效果也可能不太滿(mǎn)意。
一、電路原理
本金屬探測(cè)儀的原理圖如圖 1 所示，反相器 IC1 與****的電感和電容構(gòu)成了一個(gè)電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩頻率主要由電感 L ，電容器 C2 、 C3 、 C4 決定。調(diào)節(jié)電位器 RP 可使電路處在剛剛起振狀態(tài)下。微小的振蕩信號(hào)通過(guò)由 IC2 和 R1 組成的放大電路進(jìn)行放大。再經(jīng)二極管 VD 整流，電容器 C5 濾波，最后經(jīng)過(guò)反相器 IC3 和 IC4 進(jìn)行放大和整形。在 IC4 和 IC5 的輸出端得到兩路反相的輸出信號(hào)。
在金屬探測(cè)儀設(shè)備的探頭電感 L 沒(méi)有接近金屬物體時(shí)，電路正常起振，振蕩信號(hào)通過(guò)反相器 IC2 放大及整流濾波，在反相器 IC3 的輸入端形成一個(gè)負(fù)電壓，使 IC3 的輸出端為高電平，反相器 IC4 的輸出端為低電平， IC5 的輸出端為高電平，發(fā)光二極管發(fā)光，有利于控制器拾取該信號(hào)。當(dāng)有金屬物體接近時(shí)，電感 L 的 Q 值下降，使電路停振。由于反相器 IC3 的輸入端通過(guò)電阻 R2 上拉到 Vcc ，所以 IC3 的輸出端為低電平， IC4 、 IC5 輸出端分別為高
二、元器件選擇
圖 1 中要求反相器 IC1 工作在線性狀態(tài)，所以選用 CD4069 六反相器集成電路。 Vcc 接正電源， Vss 接負(fù)電源，電源電壓可以為 3V ～ 15V(DC) ，用 +5V 供電完全能實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)直接連接。
電平和低電平，發(fā)光二極管不發(fā)光。
電感 L 探頭是非常重要的元件，它的性能直接關(guān)系到感應(yīng)器的感應(yīng)性能。在制作中可有以下選擇：
(1) 可以選用從舊收音機(jī)上拆卸的帶磁性棒的繞線電感，要求能讓振蕩器正常起振，但感應(yīng)距離較近，一般在 2cm 左右。 (2) 選用大約為 6 ． 8mH 的立式電感，電感的電阻值最好在 10 Ω以?xún)?nèi)，電感器的電阻越大，則探測(cè)距離越小。 (3) 自制高 Q 值的電感探頭，可以用φ 0 ． 15mm ～φ 0 ． 2mm 的漆包線在φ 10mm 的磁棒上繞 300 匝，探測(cè)距離可達(dá) 20cm 以上。
電容器最好均使用滌綸電容器，這種檢針器電容器比較穩(wěn)定，二極管可以用 1N4148 ，電位器用小型微調(diào)電位器。
三、調(diào)試與安裝
金屬探測(cè)儀廠家的。 PCB 圖如圖 2 所示，電路板尺寸為 37mm × 29mm ( 若用貼片元件設(shè)計(jì)尺寸將更小 ) ，所有元器件都可焊接在電路板上，注意留出安裝電感器的邊板，整個(gè)電路板安裝在一個(gè)盒里，要能方便電感器探測(cè)金屬。若示波器在輸出端能測(cè)到方波，則不需進(jìn)行其他調(diào)試。注意不要用金屬盒做安裝盒，以免影響正常工作。筆者將此金屬感應(yīng)器用于智能小車(chē)檢測(cè)金屬塊和非接觸開(kāi)關(guān)中取得了良好的效果。
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