Принцип работы схемы. Временные диаграммы

На рисунке 3.4 представлены временные диаграммы, поясняющие принцип работы металлодетектора. U11 и U12 - напряжения на затворах транзисторов VT1, VT4 и VT2, VT3. Открывая поочередно соответствующую пару транзисторов на время tн, мы формируем в генераторной рамке разнополярные треугольные импульсы тока. Так как после окончания действия импульса tw ток в рамке не может прекратиться мгновенно, формируется индуктивный выброс напряжения (график - UL), величина которого ограничивается, как было сказано выше, защитными стабилитронами, входящими в состав транзисторов. Таким образом рассасывается (рекуперирует) энергия, накопления в индуктивности. Излучающееся при этом магнитное поле создает в металлических предметах вихревые индукционные токи. В свою очередь, постепенно затухая, эти токи создают переизлученное магнитное поле, которое можно регистрировать. По характеру переизлученного поля можно судить о свойствах обнаруживаемого предмета. В массивных металлических предметах вихревые токи затухают дольше, поэтому по затягиванию заднего фронта импульса принятого сигнала можно судить о массе проносимого предмета.

Рисунок 3.4 - Временные диаграммы работы металлодетектора

Обнаруженные способности данного метода тем выше, чем круче задний фронт импульса тока в генераторной рамке, так как магнитное поле создается изменяющимся во времени током, и чем выше скорость изменения тока, тем интенсивней создается поле. Дополнительная сложность, которая была обнаружена при проведении экспериментов - экспоненциально-затухающие колебательные процессы, возникающие после прекращения действия отпирающего транзисторы импульса, которые делали метод практически неэффективным. Для снижения добротности генераторной и приемной рамки и подавления затухающих колебаний используются резисторы R1 и R13. На следующих двух рисунках представлены осциллограммы напряжения на выходе первого каскада усиления при отсутствии в поле металлодетектора металлических предметов - рисунок 3.5 - и при внесении в поле массивной металлической пластины - рисунок 3.6. Можно заметить, что характер переходных процессов достаточно ярко выражен. Осциллограммы получены с помощью цифрового осциллографа BORDO 421.

Рисунок 3.5 - Осциллограммы напряжения на выходе первого каскада усиления при отсутствии в поле металлодетектора металлических предметов

Рисунок 3.6 - Осциллограммы напряжения на выходе первого каскада усиления при внесении в поле металлодетектора металлической пластины

Другие стьтьи в тему

Разработка измерительного канала температуры на основе бесконтактных методов
Без грамотного построения измерительного канала невозможно построить систему автоматического регулирования и управления технологическим процессом (АСУТП). Данный курсовой проект дает возможность не только в теории, но на практике познать сущность проблемы проектирования измерительных ...

Расчет системы автоматического регулирования (САР)
Центральной проблемой автоматизации является автоматическое управление. Необходимость автоматического управления возникает в тех случаях, когда требуется заранее с заданной точностью управлять тем или иным физическим параметром (регулируемой величиной) объекта управления ...