|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN từ kế vi sai. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Máy phát hiện kim loại Từ kế vi sai mà bạn chú ý có thể rất hữu ích để tìm kiếm các vật thể bằng sắt lớn. Thực tế là không thể tìm kiếm kho báu bằng một thiết bị như vậy, nhưng nó không thể thiếu khi tìm kiếm xe tăng, tàu và các loại thiết bị quân sự khác bị chìm ở nông. Nguyên lý hoạt động của từ kế vi sai rất đơn giản. Bất kỳ vật thể sắt từ nào cũng làm biến dạng từ trường tự nhiên của Trái đất. Những mặt hàng này bao gồm mọi thứ làm bằng sắt, gang và thép. Ở một mức độ lớn, sự biến dạng của từ trường cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự từ hóa của chính các vật thể, điều này thường xảy ra. Sau khi cố định độ lệch của cường độ từ trường so với giá trị nền, chúng ta có thể kết luận rằng có một vật thể làm bằng vật liệu sắt từ gần thiết bị đo. Sự biến dạng của từ trường Trái đất ở xa mục tiêu là nhỏ và được ước tính từ sự khác biệt về tín hiệu từ hai cảm biến cách nhau một khoảng. Do đó, thiết bị được gọi là vi sai. Mỗi cảm biến đo một tín hiệu tỷ lệ thuận với cường độ của từ trường. Cảm biến sắt từ và cảm biến dựa trên tuế sai từ trường của proton được sử dụng rộng rãi nhất. Thiết bị đang được xem xét sử dụng các cảm biến thuộc loại đầu tiên. Cơ sở của cảm biến sắt từ (còn gọi là cổng thông lượng) là một cuộn dây có lõi bằng vật liệu sắt từ. Đường cong từ hóa điển hình cho vật liệu như vậy đã được biết rõ từ khóa học vật lý ở trường và có tính đến ảnh hưởng của từ trường Trái đất, có dạng sau, được hiển thị trong Hình. 29.
Cuộn dây được kích thích bởi tín hiệu hình sin xen kẽ của tần số sóng mang. Như có thể thấy từ hình. 29, sự dịch chuyển của đường cong từ hóa của lõi sắt từ của cuộn dây bởi từ trường ngoài của Trái đất dẫn đến thực tế là cảm ứng trường và điện áp tương ứng trên cuộn dây bắt đầu biến dạng không đối xứng. Nói cách khác, điện áp của cảm biến với dòng điện hình sin của tần số sóng mang sẽ khác với điện áp hình sin bởi các đỉnh "phẳng" hơn của nửa sóng. Và những biến dạng này sẽ không đối xứng. Theo ngôn ngữ phân tích quang phổ, điều này có nghĩa là sự xuất hiện trong phổ của điện áp đầu ra của cuộn dây có sóng hài chẵn, biên độ của nó tỷ lệ thuận với cường độ của từ trường thiên vị (trường Trái đất). Đó là những sóng hài thậm chí phải được "bắt".
Trước khi đề cập đến máy dò đồng bộ tự gợi ý cho mục đích này, hoạt động với tín hiệu tham chiếu có tần số sóng mang kép, chúng ta hãy xem xét thiết kế của một phiên bản phức tạp của cảm biến sắt từ. Nó bao gồm hai lõi và ba cuộn dây (Hình 30). Tại cốt lõi của nó, nó là một cảm biến vi sai. Tuy nhiên, để đơn giản, chúng tôi sẽ không gọi nó là vi sai nữa trong văn bản, vì bản thân từ kế đã là vi sai rồi :). Thiết kế bao gồm hai lõi sắt từ giống hệt nhau với các cuộn dây giống hệt nhau được đặt song song cạnh nhau. Liên quan đến tín hiệu điện kích thích của tần số tham chiếu, chúng được đưa vào theo hướng ngược lại. Cuộn dây thứ ba là một cuộn dây quấn trên đầu của hai cuộn dây lõi đầu tiên xếp chồng lên nhau. Trong trường hợp không có từ trường phân cực bên ngoài, tín hiệu điện của cuộn dây thứ nhất và thứ hai là đối xứng và hoạt động lý tưởng để không có tín hiệu đầu ra ở cuộn dây thứ ba, do từ thông qua nó bị triệt tiêu hoàn toàn. Khi có từ trường phân cực bên ngoài, bức tranh sẽ thay đổi. Lõi này hoặc lõi kia ở cực đại của nửa sóng tương ứng sẽ "bay" vào trạng thái bão hòa sâu hơn bình thường do ảnh hưởng bổ sung của từ trường Trái đất. Kết quả là, tín hiệu không khớp tần số kép xuất hiện ở đầu ra của cuộn dây thứ ba. Các tín hiệu sóng hài cơ bản được bù hoàn toàn một cách lý tưởng ở đó. Sự tiện lợi của cảm biến được xem xét nằm ở chỗ các cuộn dây của nó có thể được đưa vào để tăng độ nhạy trong các mạch dao động. Đầu tiên và thứ hai - vào mạch dao động (hoặc mạch), được điều chỉnh theo tần số sóng mang. Cái thứ ba - thành một mạch dao động được điều chỉnh theo sóng hài thứ hai. Cảm biến được mô tả có kiểu bức xạ rõ rệt. Tín hiệu đầu ra của nó là cực đại khi trục dọc của cảm biến nằm dọc theo các đường sức của từ trường không đổi bên ngoài. Khi trục dọc vuông góc với các đường sức, tín hiệu đầu ra bằng không. Cảm biến của loại được xem xét, đặc biệt là khi kết hợp với máy dò đồng bộ, có thể hoạt động thành công như một la bàn điện tử. Tín hiệu đầu ra của nó sau khi chỉnh lưu tỷ lệ thuận với hình chiếu của vectơ cường độ từ trường của Trái đất lên trục của cảm biến. Phát hiện đồng bộ cũng giúp tìm ra dấu hiệu của phép chiếu này. Nhưng ngay cả khi không có biển báo - bằng cách định hướng cảm biến ở tín hiệu tối thiểu, chúng tôi sẽ nhận được hướng về phía tây hoặc phía đông. Định hướng cực đại - ta được hướng của đường sức từ của từ trường Trái Đất. Ở các vĩ độ trung bình (ví dụ, ở Moscow), nó đi xiên và "dính" vào mặt đất theo hướng bắc. Theo góc từ trường, người ta có thể ước tính gần đúng vĩ độ địa lý của khu vực. Từ kế sắt từ vi sai có những ưu điểm và nhược điểm của chúng. Ưu điểm bao gồm sự đơn giản của thiết bị, nó không phức tạp hơn máy thu radio khuếch đại trực tiếp. Những nhược điểm bao gồm sự phức tạp của việc sản xuất các cảm biến - ngoài độ chính xác, cần phải có sự khớp hoàn toàn chính xác về số vòng dây của các cuộn dây tương ứng. Lỗi một hoặc hai lượt có thể làm giảm đáng kể độ nhạy có thể. Một nhược điểm khác là "la bàn" của thiết bị, tức là không thể bù hoàn toàn trường Trái đất bằng cách trừ tín hiệu từ hai cảm biến cách nhau. Trong thực tế, điều này dẫn đến tín hiệu sai khi xoay cảm biến quanh một trục vuông góc với trục dọc. Thiết kế thực tế Thiết kế thực tế của từ kế sắt từ vi sai đã được thực hiện và thử nghiệm trong một phiên bản nguyên mẫu không có bộ phận điện tử đặc biệt để chỉ báo âm thanh, chỉ sử dụng một microammeter có số XNUMX ở giữa thang đo. Sơ đồ chỉ báo âm thanh có thể được lấy từ mô tả của máy dò kim loại theo nguyên tắc "truyền-nhận". Thiết bị có các thông số sau. Đặc điểm kỹ thuật chính
Độ sâu phát hiện:
Sơ đồ cấu trúc Sơ đồ khối được hiển thị trong hình. 31. Bộ tạo dao động chính ổn định bằng thạch anh cung cấp tần số đồng hồ cho bộ điều hòa tín hiệu.
Tại một trong các đầu ra của nó, có một sóng vuông của sóng hài thứ nhất đi vào bộ khuếch đại công suất, sóng này kích thích các cuộn bức xạ của cảm biến 1 và 2. Đầu ra còn lại tạo thành một sóng vuông của tần số đồng hồ kép tham chiếu với sự dịch chuyển của 90° đối với máy dò đồng bộ. Tín hiệu chênh lệch từ cuộn dây đầu ra (thứ ba) của cảm biến được khuếch đại trong bộ khuếch đại thu và được chỉnh lưu bằng máy dò đồng bộ. Tín hiệu không đổi được chỉnh lưu có thể được đăng ký bằng microammeter hoặc thiết bị chỉ báo âm thanh được mô tả trong các chương trước. sơ đồ mạch Sơ đồ nguyên lý của từ kế sắt từ vi sai được thể hiện trong hình. 32 - phần 1: bộ tạo dao động chính, bộ điều hòa tín hiệu, bộ khuếch đại công suất và cuộn bức xạ, hình. 33 - phần 2: cuộn dây nhận, bộ khuếch đại nhận, bộ dò đồng bộ, đèn báo và nguồn điện.
Bộ tạo dao động chính được lắp ráp trên các bộ biến tần D1.1-D1.3. Tần số dao động được ổn định bởi bộ cộng hưởng thạch anh hoặc gốm áp điện Q với tần số cộng hưởng là 215 Hz = 32 kHz ("thạch anh đồng hồ"). Mạch R1C1 ngăn chặn sự kích thích của máy phát ở sóng hài cao hơn. Qua điện trở R2 đóng mạch OOS, qua cộng hưởng Q đóng mạch POS. Máy phát được đặc trưng bởi tính đơn giản, mức tiêu thụ dòng điện thấp, hoạt động đáng tin cậy ở điện áp cung cấp 3 ... 15 V, không chứa các phần tử điều chỉnh và điện trở quá cao. Tần số đầu ra của máy phát là khoảng 32 kHz. Điều hòa tín hiệu (Hình 32) Bộ điều hòa tín hiệu được lắp ráp trên bộ đếm nhị phân D2 và bộ kích hoạt D3.1. Loại bộ đếm nhị phân không phải là cơ bản, nhiệm vụ chính của nó là chia tần số xung nhịp cho 2, 4 và 8, do đó thu được các đường uốn khúc có tần số lần lượt là 16, 8 và 4 kHz. Tần số sóng mang để kích thích các cuộn bức xạ là 4 kHz. Các tín hiệu có tần số 16 và 8 kHz, hoạt động trên D-flip-flop D3.1, tạo thành một đường uốn khúc gấp đôi ở đầu ra của nó so với tần số sóng mang 8 kHz, dịch chuyển 90 ° so với tín hiệu đầu ra của 8 bộ đếm nhị phân kHz. Sự thay đổi như vậy là cần thiết cho hoạt động bình thường của máy dò đồng bộ, vì cùng một sự thay đổi có tín hiệu không khớp tần số kép hữu ích ở đầu ra cảm biến. Nửa sau của vi mạch của hai D-flip-flop - D3.2 không được sử dụng trong mạch, nhưng các đầu vào không được sử dụng của nó phải được kết nối với logic 1 hoặc logic 0 để hoạt động bình thường, được thể hiện trong sơ đồ. Bộ khuếch đại (Hình 32) Bộ khuếch đại công suất trông không giống như thế này và chỉ là các bộ biến tần mạnh mẽ D1.4 và D1.5, trong phản pha xoay một mạch dao động bao gồm các cuộn dây bức xạ được kết nối song song nối tiếp của cảm biến và tụ điện C2. Dấu hoa thị gần giá trị của tụ điện có nghĩa là giá trị của nó được chỉ định gần đúng và nó phải được chọn trong quá trình chạy thử. Biến tần D1.6 chưa sử dụng, để không làm mất kết nối đầu vào của nó, đảo ngược tín hiệu D1.5, nhưng thực tế chạy "không tải". Các điện trở R3 và R4 giới hạn dòng điện đầu ra của bộ biến tần ở mức chấp nhận được và cùng với mạch dao động, tạo thành bộ lọc thông dải chất lượng cao, nhờ đó hình dạng của điện áp và dòng điện trong cuộn bức xạ của cảm biến hầu như trùng với một hình sin. Bộ khuếch đại nhận (Hình 33) Bộ khuếch đại thu khuếch đại tín hiệu chênh lệch đến từ các cuộn dây thu của cảm biến, cùng với tụ điện C3 tạo thành một mạch dao động được điều chỉnh đến tần số 8 kHz gấp đôi. Nhờ điện trở điều chỉnh R5, tín hiệu của các cuộn dây nhận được trừ đi một số hệ số trọng số, có thể thay đổi bằng cách di chuyển thanh trượt của điện trở R5. Điều này đạt được sự bù cho các thông số không giống nhau của cuộn dây nhận cảm biến và giảm thiểu "la bàn" của nó. Bộ khuếch đại nhận là hai giai đoạn. Nó được lắp ráp trên op-amps D4.2 và D6.1 với hệ điều hành điện áp song song. Tụ điện C4 làm giảm mức tăng ở tần số cao hơn, do đó ngăn ngừa quá tải đường khuếch đại với các bộ thu tần số cao từ mạng điện và các nguồn khác. Mạch hiệu chỉnh op-amp là tiêu chuẩn. Máy dò đồng bộ (Hình 33) Bộ dò đồng bộ được thực hiện trên OS D6.2 theo sơ đồ điển hình. Chip D5 CMOS 8 x 1 bộ ghép kênh-bộ tách kênh được sử dụng làm phím analog (Hình 32). Tín hiệu địa chỉ kỹ thuật số của nó chỉ được di chuyển trong bit ít quan trọng nhất, cung cấp khả năng chuyển đổi luân phiên các điểm K1 và K2 thành một xe buýt chung. Tín hiệu đã chỉnh lưu được lọc bởi tụ điện C8 và được khuếch đại bởi op-amp D6.2 với sự suy giảm bổ sung đồng thời của các thành phần RF chưa được lọc bởi các mạch R14C11 và R13C9. Mạch hiệu chỉnh op amp là tiêu chuẩn cho loại được sử dụng.
chỉ số (Hình 33) Chỉ báo là một microammeter với số XNUMX ở giữa thang đo. Trong phần chỉ báo, có thể sử dụng thành công mạch của các loại máy dò kim loại khác được mô tả trước đó. Đặc biệt, như một chỉ báo, bạn có thể sử dụng thiết kế của máy dò kim loại dựa trên nguyên tắc của máy đo tần số điện tử. Trong trường hợp này, bộ tạo dao động LC của nó được thay thế bằng bộ tạo dao động RC và điện áp đầu ra đo được được đưa qua một bộ chia điện trở đến mạch cài đặt tần số của bộ hẹn giờ. Bạn có thể đọc thêm về điều này trên trang web của Yuri Kolokolov. Chip D7 ổn định điện áp cung cấp đơn cực. Bộ khuếch đại thuật toán D4.1 tạo ra một điểm nạp ở giữa nhân tạo, cho phép sử dụng mạch khuếch đại thuật toán lưỡng cực thông thường. Tụ gốm chặn C18-C21 được gắn gần với vỏ của mạch kỹ thuật số D1, D2, D3, D5. Các loại bộ phận và thiết kế Các loại vi mạch được sử dụng được chỉ ra trong Bảng. 6. Bảng 6. Các loại vi mạch được sử dụng
Thay vì vi mạch sê-ri K561, có thể sử dụng vi mạch sê-ri K1561. Bạn có thể thử sử dụng một số chip thuộc sê-ri K176 hoặc các chip tương tự nước ngoài thuộc sê-ri 40XX và 40XXX. Bộ khuếch đại hoạt động kép (op-amps) của dòng K157 có thể được thay thế bằng bất kỳ op-amps đa năng nào có thông số tương tự (với các thay đổi tương ứng trong sơ đồ chân và mạch hiệu chỉnh). Không có yêu cầu đặc biệt nào đối với các điện trở được sử dụng trong mạch từ kế vi sai. Chúng chỉ cần mạnh mẽ và có thiết kế thu nhỏ và dễ lắp đặt. Công suất tiêu tán định mức là 0,125 ... 0,25 W. Chiết áp R5, R16 là loại đa biến mong muốn để thuận tiện cho việc tinh chỉnh thiết bị. Tay cầm của chiết áp R5 phải được làm bằng nhựa và phải có đủ độ dài để khi người điều khiển chạm vào tay trong quá trình điều chỉnh không gây ra những thay đổi về số đọc của chỉ báo do cảm biến. Tụ C16 - tụ điện loại nhỏ. Các tụ điện của mạch dao động C2* và C3* bao gồm một số (5-10 chiếc.) Tụ điện được kết nối song song. Điều chỉnh mạch thành cộng hưởng được thực hiện bằng cách chọn số lượng tụ điện và xếp hạng của chúng. Loại tụ điện được khuyến nghị là K10-43, K71-7 hoặc các chất tương tự chịu nhiệt nước ngoài. Bạn có thể thử sử dụng các tụ điện phim gốm hoặc kim loại thông thường, tuy nhiên, với sự dao động nhiệt độ, bạn sẽ phải điều chỉnh thiết bị thường xuyên hơn. Microammeter - bất kỳ loại nào cho dòng điện 100 μA với số 4247 ở giữa thang đo. Microammeters cỡ nhỏ, ví dụ, loại M15, rất tiện lợi. Bạn có thể sử dụng hầu hết mọi microammeter và thậm chí là milliammeter - với bất kỳ giới hạn tỷ lệ nào. Để làm được điều này, bạn phải điều chỉnh giá trị của các điện trở R17-RXNUMX cho phù hợp. Bộ cộng hưởng thạch anh Q - bất kỳ loại thạch anh đồng hồ cỡ nhỏ nào (loại tương tự cũng được sử dụng trong các trò chơi điện tử cầm tay). Công tắc S1 - bất kỳ loại nào, nhỏ gọn. Cuộn dây cảm biến được làm trên lõi ferit tròn có đường kính 8 mm (dùng trong ăng ten từ của máy thu thanh MW và LW) và chiều dài khoảng 10 cm, mỗi cuộn dây gồm 200 vòng dây quấn bằng đồng có đường kính 0,31 mm, quấn đều và chặt thành hai lớp trong lớp cách nhiệt kép bằng lụa sơn mài. Một lớp lá màn hình được gắn trên tất cả các cuộn dây. Các cạnh của màn hình được cách ly với nhau để ngăn chặn sự hình thành của một cuộn dây ngắn mạch. Đầu ra màn hình được thực hiện bằng dây lõi đơn bằng đồng đóng hộp. Trong trường hợp màn hình lá nhôm, dây dẫn này được đặt chồng lên màn hình trong toàn bộ chiều dài của nó và được quấn chặt bằng băng keo điện. Trong trường hợp tấm chắn làm bằng lá đồng hoặc đồng thau, chì được hàn. Các đầu của lõi ferit được cố định trong các đĩa định tâm bằng nhựa huỳnh quang, nhờ đó mỗi nửa của cảm biến được giữ bên trong một ống nhựa làm bằng textolite, đóng vai trò như một vỏ bọc, như được thể hiện dưới dạng sơ đồ trong Hình. 34.
Chiều dài của ống khoảng 60 cm, mỗi nửa của cảm biến được đặt ở cuối ống và được cố định thêm bằng keo silicon, chất này lấp đầy khoảng trống xung quanh cuộn dây và lõi của chúng. Việc đổ đầy được thực hiện thông qua các lỗ đặc biệt trên thân ống. Cùng với vòng đệm fluoroplastic, chất bịt kín như vậy mang lại độ đàn hồi cần thiết cho việc buộc chặt các thanh ferit mỏng manh, giúp chúng không bị nứt trong các tác động ngẫu nhiên. Thiết lập thiết bị 1. Đảm bảo cài đặt đúng. 2. Kiểm tra mức tiêu thụ hiện tại, không được vượt quá 100 mA. 3. Kiểm tra hoạt động chính xác của bộ tạo dao động chính và các yếu tố khác của sự hình thành tín hiệu xung. 4. Điều chỉnh mạch dao động của cảm biến. Phát xạ - ở tần số 4 kHz, nhận - ở tần số 8 kHz. 5. Đảm bảo rằng đường dẫn khuếch đại và bộ tách sóng đồng bộ hoạt động chính xác. Làm việc với thiết bị Quy trình thiết lập và làm việc với thiết bị như sau. Chúng tôi đến nơi tìm kiếm, bật thiết bị và bắt đầu xoay cảm biến ăng-ten. Tốt nhất trong mặt phẳng thẳng đứng đi qua hướng bắc nam. Nếu cảm biến của thiết bị nằm trên một thanh, thì bạn không thể xoay nó mà hãy xoay nó hết mức mà thanh cho phép. Kim chỉ thị sẽ bị lệch (hiệu ứng la bàn). Sử dụng biến trở R5, chúng tôi đang cố gắng giảm thiểu biên độ của những sai lệch này. Trong trường hợp này, điểm giữa của số đọc microammeter sẽ "di chuyển ra ngoài" và nó cũng sẽ cần được điều chỉnh bằng một biến trở R16 khác, được thiết kế để đặt số không. Khi hiệu ứng "la bàn" trở nên tối thiểu, thiết bị được coi là cân bằng. Đối với các vật thể nhỏ, phương pháp tìm kiếm bằng từ kế vi sai không khác với phương pháp làm việc với máy dò kim loại thông thường. Gần đối tượng, mũi tên có thể lệch theo bất kỳ hướng nào. Đối với các đối tượng lớn, mũi tên chỉ báo sẽ lệch theo các hướng khác nhau trên một khu vực rộng lớn. Tác giả: Shchedrin A.I.
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Cáp Internet trở thành nguồn điện ▪ Trình điều khiển để chuyển đổi đèn LED trắng EL7513
▪ phần của trang web Bộ chuyển đổi điện áp, bộ chỉnh lưu, bộ biến tần. Lựa chọn các bài viết ▪ bài Xe đua Lotus-56V. Lời khuyên cho một người mẫu ▪ bài viết Chúng ta cần bao nhiêu không khí để thở? đáp án chi tiết ▪ bài viết Mận chơi. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài báo Anten băng thông rộng đơn giản. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này