我們在做某些智能控制設計時，需要檢測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感應鐵塊、機器人探“雷”和金屬接近開關(guān)等。在平時的制作中買一個金屬傳感器價格高且使用效果也可能不太滿意。
一、電路原理
本金屬探測儀的原理圖如圖 1 所示，反相器 IC1 與****的電感和電容構(gòu)成了一個電容三點式振蕩器，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。微小的振蕩信號通過由 IC2 和 R1 組成的放大電路進行放大。再經(jīng)二極管 VD 整流，電容器 C5 濾波，最后經(jīng)過反相器 IC3 和 IC4 進行放大和整形。在 IC4 和 IC5 的輸出端得到兩路反相的輸出信號。
在金屬探測儀設備的探頭電感 L 沒有接近金屬物體時，電路正常起振，振蕩信號通過反相器 IC2 放大及整流濾波，在反相器 IC3 的輸入端形成一個負電壓，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。當有金屬物體接近時，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 接負電源，電源電壓可以為 3V ～ 15V(DC) ，用 +5V 供電完全能實現(xiàn)與單片機直接連接。
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)系到感應器的感應性能。在制作中可有以下選擇：
(1) 可以選用從舊收音機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以內(nèi)，電感器的電阻越大，則探測距離越小。 (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，探測距離可達 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 ( 若用貼片元件設計尺寸將更小 ) ，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，整個電路板安裝在一個盒里，要能方便電感器探測金屬。若示波器在輸出端能測到方波，則不需進行其他調(diào)試。注意不要用金屬盒做安裝盒，以免影響正常工作。筆者將此金屬感應器用于智能小車檢測金屬塊和非接觸開關(guān)中取得了良好的效果。
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