30. Опишите основной принцип работы металлодетекторов на основе частотного детектора. Какие у них достоинства и недостатки.

Он состоит из измерительного генератора, настроенного строго фиксированную частоту f1 со своим колебательным контуром L1C1 и частотного детектора, выделяющего данные колебания на измерительном колебательном контуре L2C2. Анализируемым параметром частотного детектора является амплитуда сигнала на катушке измерительного колебательного контура L2C2. Этот контур настроен на частоту f2 близкую к резонансу колебательного контура L1C1 генератора. Появление металлав поле катушки L1C1 вызывает или достижение резонанса амплитудного детектора, что приводит к увеличению или уменьшению амлитуды колебаний на измерительной катушке L1. В результате этого амплитудный детектор выделяет возникший сигнал. Это изменение выводится на звуковой индикатор в виде тонального сигнала.

Их недостатки – необходимость обеспечения стабильной амплитуды сигнала на выходе генератора, а также необходимость подстройки резонансной частоты контура из-за влияния дестабилизирующих факторов как на контур поискового генератора, так и на контур частотного генератора.

31. Опишите основной принцип работы металлодетекторов на основе метода биений. Какие у них достоинства и недостатки?

Принцип действия металлодетектора на основе метода биений основан на сравнении разности частот между эталонным генератором и поисковым генератором.

Эталонный генератор генерирует стабильную образцовую частоту f1. Поисковый генератор имеет частотнозадающий контур L1C1, который определяет рабочую частоту образцового и измерительного генератора f2. Обычно выбирают частоту образцового и измерительного генератора примерно одинаковыми при отсутствии металлического обьекта вблизи катушки измерительного генератора L1. При попадании металлического предмета в ээлектромагнитное поле катушки L1, частота поискового генератора f2 изменяется на Δf: для черных металлов уменьшается, а для цветных повышается. В смесителе происходит сложение образцовой частоты f1 и частоты поискового генератора f2, полученная разностная частота биений Δf выводится на звуковую или визуальную индикацию.

Такие приборы имеют ряд недостатков.

Первый – это наличие паразитной взаимной синхронизации обоих генераторов. Это приводит к тому, что оказывается невозможным оценить очень малую разность частот и как следствие – существенно снижается чувствительность прибора.

Второй недостаток – это отстутствие селекции по типам металлов. Ферромагнитные обьекты вызывают понижение частоты, а металлически неферромагнитные – повышение частоты измерительного генератора. Однако после смесителя информация о знаке ухода частот Δf теряется.

Достоинства: по такому принципу строятся недорогие металлодетекторы.

32. Опишите основной принцип работы металлодетекторов на основе фазовой подстройки частоты. Какие у них достоинства и недостатки?

В этом типе металлодетектора оба генератора – образцовый и измерительный, работают строго на одной и той же частоте. Причем частота измерительного генератора f2 подстраивается под частоту эталонного генератора f1 с помощью системы фазовой подстройки частоты (ФАПЧ).

При отсутствии металлического предмета частота измерительного и образцового генератора точно совпадают. При приближении металла к измерительной катушке, меняется частота измерительного генератора. В результате этого система ФАПЧ вырабатывает аналоговый сигнал, который подгоняет частоту измерительного генератора под частоту образцового генератора. Информация о частоте подстройки (биения) выводится на визуальный и звуковой индикатор. Сигнал напряжения подстройки U ̴ Δf используется для определения величины и знака изменения частоты. Поэтому такие металлоискатели обладают селекцией по типам металлов.

К недостаткам таких приборов можно отнести следующее – наличие “полезной” ФАПЧ не исключает наличия паразитной взаимной синхронизации обоих генераторов, как и в приборе на биениях. Это приводит к тому, что уменьшается крутизна регулировочной характеристики, и как результат уменьшается дальность обнаружения.