Détecteur de métaux à simple bobine de type induction, théorie. Schéma, description

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Détecteur de métaux à simple bobine de type induction, théorie. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Le mot "induction" au nom des détecteurs de métaux de ce type révèle pleinement le principe de leur travail, si l'on se souvient de la signification du mot "inductio" (lat.) - guidage. Le dispositif de ce type a comme partie du capteur une bobine de n'importe quelle forme appropriée, excitée par un signal alternatif. L'apparition d'un objet métallique à proximité du capteur provoque l'apparition d'un signal réfléchi (re-rayonné), qui "induit" un signal électrique supplémentaire dans la bobine. Il ne reste plus qu'à sélectionner ce signal supplémentaire.

Le détecteur de métaux à induction a gagné le droit à la vie, principalement en raison du principal inconvénient des appareils basés sur le principe "émission-réception" - la complexité de la conception des capteurs. Cette complexité conduit soit au coût élevé et à la complexité de fabrication du capteur, soit à sa rigidité mécanique insuffisante, ce qui provoque l'apparition de faux signaux lors des déplacements et diminue la sensibilité du dispositif.

Si nous nous fixons pour objectif d'éliminer cette lacune des appareils basés sur le principe "émission-réception" en éliminant sa cause même, nous pouvons alors arriver à une conclusion inhabituelle - les bobines émettrice et réceptrice d'un détecteur de métaux doivent être combinées en une seule ! En fait, il n'y a pas de mouvements et de courbures très indésirables d'une bobine par rapport à l'autre dans ce cas, puisqu'il n'y a qu'une seule bobine et qu'elle est à la fois émettrice et réceptrice. Il y a aussi l'extrême simplicité du capteur. Le compromis pour ces avantages est la nécessité d'isoler le signal de retour utile du signal de commande de la bobine émettrice/réceptrice beaucoup plus grand.

Le signal réfléchi peut être distingué en soustrayant du signal électrique présent dans la bobine du capteur un signal de même forme, fréquence, phase et amplitude que le signal dans la bobine en l'absence de métal à proximité. 'Comment cela peut être fait dans l'une des manières est illustré à la Fig. 3.

Détecteur de métaux à simple bobine de type induction, théorie
Riz. 3. Schéma structurel du nœud d'entrée du détecteur de métaux à induction

Le générateur génère une tension alternative sinusoïdale d'amplitude et de fréquence constantes. Le convertisseur "tension-courant" (PNT) convertit la tension du générateur Ug en courant Ig, qui est réglé dans le circuit oscillant du capteur. Le circuit oscillatoire est composé

du condensateur C et de la bobine L du capteur. Sa fréquence de résonance est égale à la fréquence du générateur. Le coefficient de conversion PNT est choisi pour que la tension du circuit oscillant id soit égale à la tension du générateur Ug (en l'absence de métal à proximité du capteur). Ainsi, deux signaux de même amplitude sont soustraits au niveau de l'additionneur et le signal de sortie - le résultat de la soustraction - est égal à zéro. Lorsque du métal apparaît à proximité du capteur, un signal réfléchi se produit (en d'autres termes, les paramètres de la bobine du capteur changent), ce qui entraîne une modification de la tension du circuit oscillant Ud. La sortie est un signal non nul.

Sur la fig. 3 montre seulement la version la plus simple d'un des schémas de la partie d'entrée des détecteurs de métaux du type considéré. Au lieu de PNT dans ce circuit, en principe, il est possible d'utiliser une résistance de réglage de courant. Divers circuits en pont peuvent être utilisés pour allumer la bobine du capteur, des additionneurs avec différents coefficients de transmission pour les entrées inverseuses et non inverseuses, l'inclusion partielle d'un circuit oscillant, etc.

Dans le schéma de la fig. 3, un circuit oscillant est utilisé comme capteur. Ceci est fait par simplicité pour obtenir un déphasage nul entre les signaux Ug et Ud (le circuit est accordé en résonance). Il est possible d'abandonner le circuit oscillatoire avec la nécessité de l'ajuster à la résonance et d'utiliser uniquement la bobine du capteur comme charge PNT. Cependant, le gain POT pour ce cas doit être complexe à corriger pour le déphasage de 90° résultant de la nature inductive de la charge POT.

Auteur : Shchedrin A.I.

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