自制了一种金属探测器
我们在做某些智能控制设计时，需要检测金属物的位置或探知是否存在金属，这些智能控制装置如智能小车感应铁块、机器人探“雷”和金属接近开关等。在平时的制作中买一个金属传感器价格高且使用效果也可能不太满意。笔者自制了一种金属探测器，使用效果不错，介绍给大家。
一、电路原理
本金属探测器的原理图如下图所示，反相器ICl与外围的电感和电容构成了一个电容三点式振荡器，振荡频率主要由电感L，电容器C2、C3、C4决定。调节电位器RP可使电路处在刚刚起振状态下。微小的振荡信号通过由IC2和R1组成的放大电路进行放大。再经二极管VD整流，电容器C5滤波，最后经过反相器IC3和IC4进行放大和整形。在IC4和IC5的输出端得到两路反相的输出信号。
在金属探测器的探头电感L没有接近金属物体时，电路正常起振，振荡信号通过反相器Ic2放大及整流滤波，在反相器IC3的输入端形成一个负电压，使IC3的输出端为高电平，反相器IC4的输出端为低电平，Ic5的输出端为高电平，发光二极管发光，有利于控制器拾取该信号。当有金属物体接近时，电感L的Q值下降，使电路停振。由于反相器IC3的输入端通过电阻R2上拉到VCC，所以IC3的输出端为低电平，IC4、IC5输出端分别为高电平和低电平，发光二极管不发光。
二、元器件选择
上图中要求反相器ICl工作在线性状态，所以选用CD4069六反相器集成电路。Vcc接正电源，Vcc接负电源，电源电压可以为3V～15V(DC)，用+5V供电完全能实现与单片机直接连接。
电感L探头是非常重要的元件，它的性能直接关系到感应器的感应性能。在制作中可有以下选择：
(1)可以选用从旧收音机上拆卸的带磁性棒的绕线电感，要求能让振荡器正常起振，但感应距离较近，一般在2cm左右。(2)选用大约为6.8mH的立式电感，电感的电阻值最好在10Ω以内，电感器的电阻越大，则探测距离越小。(3)自制高Q值的电感探头，可以用φ0.15mm～φ0.2mm的漆包线在φ10mm的磁棒上绕300匝，探测距离可达20cm以上。
电容器最好均使用涤纶电容器，这种电容器比较稳定，二极管可以用1N4148，电位器用小型微调电位器。
三、调试与安装
金属探测器的PCB图如右图所示，电路板尺寸为37mm×29mm(若用贴片元件设计尺寸将更小)，所有元器件都可焊接在电路板上，注意留出安装电感器的边板，整个电路板安装在一个盒里，要能方便电感器探测金属。
若示波器在输出端能测到方波，则不需进行其他调试。注意不要用金属盒做安装盒，以免影响正常工作。笔者将此金属感应器用于智能小车检测金属块和非接触开关中取得了良好的效果。