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

  

 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。除了關照學生注意安全問題以外，一些使用電烙  

 鐵的常識必須教給學生，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，避免相鄰的焊盤被焊錫粘連；  

     2、圖紙上的R5所標阻值100歐，但是由于這是一個控制發光二極管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。現在市面上的發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”的精密微調電位器，可以分為“頂調”和“邊調”兩類；“頂調”——調節螺絲在電位器的頂部，“邊調”——調節螺絲在旁邊。我們用的是“頂調”一類。焊接的時候有一個要求：把頂部的調節螺絲朝向電阻R5的一邊，這是為什么？其實，這僅僅是為了調試的方便，沒有特別的理由。調節螺絲順時針旋轉的時候，電位器引腳1、2之間的阻值變小；逆時針旋轉調節螺絲的時候，1、2腳之間的阻值變大。這個結果和電路靈敏度高低正好相吻合——順時針對應靈敏度提高，逆時針對應靈敏度降低。比較符合大家的思維習慣。  

     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，那么你就焊吧。設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，萬一在換電池或調節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：經過焊接的導線頭更容易折斷。  

  

 二、金屬探測器的調試：  

     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5號電，裝入配給的電池盒內，當心正負極別短路），分別接上電路板的正負兩極，這時候蜂鳴器發出叫聲（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，這時候應該有兩種可能的情況出現：一種，蜂鳴器叫，LED亮——這時候請把調節螺絲逆時針旋轉，直到蜂鳴器停叫、LED熄滅；第二種情況，蜂鳴器不叫，LED不亮——把調節螺絲順時針旋轉，讓蜂鳴器叫、LED亮，然后逆時針旋轉調節螺絲，直到蜂鳴器停叫、LED熄滅為止。上述兩種情況實際是一個結果：當蜂鳴器剛剛停叫、LED剛剛熄滅的（調節螺絲）位置，是探測器靈敏度最高的狀態。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。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，電路越不穩定，很容易在外界條件的刺激下，或在電路內部參數的少量變化時，把電路的工作狀態翻轉過來，不能進行正常的探測。  

     6、盡管這個探測器比較簡單，但是仍有好多學問；即使正規實際使用的探測器，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，起振的臨界點由發射極電位器W控制；起振后，V2的集電極處在低電位。當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。  

     按電路參數計算，振蕩頻率在600kHz左右。用一臺中波調幅收音機靠近探測器線圈，可以收聽到電路振蕩時產生的噪音，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