金屬探測器的初級原理、調(diào)試和制作方法：金屬探測器供初學(xué)者試驗的有兩種模式的套件。一種是散件，需要學(xué)生自己焊接；另一種是組裝件，電路板已經(jīng)加工為成品，學(xué)生在組裝過程中不必再用電烙鐵焊接。這篇教學(xué)資料，配合Powerpoint制作指導(dǎo)文件，同時可供采用兩種模式的指導(dǎo)老師參考。  

  

 一、焊接：  

     這塊印刷電路板面積比較小，要使用頭部較尖的烙鐵頭。除了關(guān)照學(xué)生注意安全問題以外，一些使用電烙  

 鐵的常識必須教給學(xué)生，這里不再贅述。但是有幾個特殊要求需要作些交代：  

     1、每個焊點的焊錫用量要控制恰當(dāng)，避免相鄰的焊盤被焊錫粘連；  

     2、圖紙上的R5所標(biāo)阻值100歐，但是由于這是一個控制發(fā)光二極管LED亮度的限流電阻，所以也可以用其它阻值的電阻。V3（9013）的飽和電壓為0.3伏，LED的打開電壓為1.4伏，電源電壓3伏，可估計R5上的壓降是3－0.3－1.4＝2.3（伏）；如果R5＝100（歐），那么流過LED的電流I＝2.3/100＝0.023A＝23mA；如果R5＝220（歐），I＝0.01A＝10mA。現(xiàn)在市面上的發(fā)光二極管有的靈敏度較高，幾個毫安就較亮了，所以R5還可以取大一些。這里，我們考慮到光亮要從金屬探測器的外殼透出來，就把R5略取小一點；何況發(fā)光時間也不長，而視覺效果能更好些。  

     3、W 200（歐）是型號為“3296”的精密微調(diào)電位器，可以分為“頂調(diào)”和“邊調(diào)”兩類；“頂調(diào)”——調(diào)節(jié)螺絲在電位器的頂部，“邊調(diào)”——調(diào)節(jié)螺絲在旁邊。我們用的是“頂調(diào)”一類。焊接的時候有一個要求：把頂部的調(diào)節(jié)螺絲朝向電阻R5的一邊，這是為什么？其實，這僅僅是為了調(diào)試的方便，沒有特別的理由。調(diào)節(jié)螺絲順時針旋轉(zhuǎn)的時候，電位器引腳1、2之間的阻值變小；逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲的時候，1、2腳之間的阻值變大。這個結(jié)果和電路靈敏度高低正好相吻合——順時針對應(yīng)靈敏度提高，逆時針對應(yīng)靈敏度降低。比較符合大家的思維習(xí)慣。  

     4、印板上有六個較大的焊盤是給螺絲固定線頭用的，不要在上面搪錫。這里需要說明的是：如果你覺得把電感線圈以及電源的連線直接焊上去妥當(dāng)，那么你就焊吧。設(shè)計用螺絲連接的考慮是在沒有電烙鐵的場合這樣的連接要方便些，特別是在電子探測比賽場地，萬一在換電池或調(diào)節(jié)靈敏度時把連線搞斷了，顯然用螺絲就可以較快修好；還有一點請考慮到：經(jīng)過焊接的導(dǎo)線頭更容易折斷。  

  

 二、金屬探測器的調(diào)試：  

     1、線路板焊好以后，檢查元件無誤，正確插入集成電路4011。  

     2、請用3伏電源（可以用2節(jié)5號電，裝入配給的電池盒內(nèi)，當(dāng)心正負(fù)極別短路），分別接上電路板的正負(fù)兩極，這時候蜂鳴器發(fā)出叫聲（LED不亮）；然后，用短線把電路板上的Q、S兩點連接起來，再次接上電源，不但蜂鳴器鳴叫，而且LED也同時發(fā)光——基本斷定焊接可能沒有大的錯誤。  

     3、連接好電感線圈。注意線圈的同名端，請老師教給學(xué)生什么叫“同名端”以及同名端的表示方法。  

 兩個以上的線圈（含2個線圈）在相同的繞線方向情況下，兩個線圈的首端或尾端被稱為“同名端”。同名端一般用一個小圓點表示（如圖）。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、正確連接電感以后，再接上電源，這時候應(yīng)該有兩種可能的情況出現(xiàn)：一種，蜂鳴器叫，LED亮——這時候請把調(diào)節(jié)螺絲逆時針旋轉(zhuǎn)，直到蜂鳴器停叫、LED熄滅；第二種情況，蜂鳴器不叫，LED不亮——把調(diào)節(jié)螺絲順時針旋轉(zhuǎn)，讓蜂鳴器叫、LED亮，然后逆時針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺絲，直到蜂鳴器停叫、LED熄滅為止。上述兩種情況實際是一個結(jié)果：當(dāng)蜂鳴器剛剛停叫、LED剛剛熄滅的（調(diào)節(jié)螺絲）位置，是探測器靈敏度最高的狀態(tài)。只要把電感線圈靠近金屬物體，蜂鳴器和LED就會工作。  

     5、這個探測器的靈敏度，一般在線圈距離金屬物體3厘米左右時會有所反應(yīng)。不必刻意追求高靈敏度，因為（1）我們的電路功率很小，客觀上受到條件的限制；（2）靈敏度越高，電路越不穩(wěn)定，很容易在外界條件的刺激下，或在電路內(nèi)部參數(shù)的少量變化時，把電路的工作狀態(tài)翻轉(zhuǎn)過來，不能進行正常的探測。  

     6、盡管這個探測器比較簡單，但是仍有好多學(xué)問；即使正規(guī)實際使用的探測器，一般也離不開它的基本原理。你只有明白了原理，才會知道如何在“電子探測”活動中正確地使用探測器。它除了可以確定金屬物體的位置以外，還可以大致測出金屬物體的體積大小，粗略估計物體的形狀。  

  

 三、金屬探測器的原理：  

 電路由三部分組成。  

     1、電感反饋式振蕩電路：由三極管V1、V2、電感L1、L2等元件組成，起振的臨界點由發(fā)射極電位器W控制；起振后，V2的集電極處在低電位。當(dāng)金屬物體靠近電感時，由于磁通變化（電磁場能量被金屬物體吸收）使電路停振，V2集電極電位升高。  

     按電路參數(shù)計算，振蕩頻率在600kHz左右。用一臺中波調(diào)幅收音機靠近探測器線圈，可以收聽到電路振蕩時產(chǎn)生的噪音，也可以收聽到二次或三次諧波的噪音。  

 

金屬檢測儀,金屬探測器