金屬探測(cè)器是一種專門用來(lái)探測(cè)金屬的儀器，除了用于探測(cè)有金屬外殼或金屬部件的地雷之外，還可以用來(lái)探測(cè)隱蔽在墻壁內(nèi)的電線、埋在地下的水管和電纜，甚至能夠地下探寶，發(fā)現(xiàn)埋藏在地下的金屬物體。金屬探測(cè)器還可以作為開展青少年國(guó)防教育和科普活動(dòng)的用具，當(dāng)然也不失為是一種有趣的娛樂玩具。金屬探測(cè)器主要利用這幾種原理：高頻振蕩器，振蕩檢測(cè)器，音頻振蕩器，互補(bǔ)型多諧振蕩器
地下金屬探測(cè)器
它們的原理都是：
1、高頻振蕩器
由三極管vt1和高頻變壓器t1等組成，是一種變壓器反饋型lc振蕩器。t1的初級(jí)線圈l1和電容器c1組成lc并聯(lián)振蕩回路，其振蕩頻率約200khz，由l1的電感量和c1的電容量決定。t1的次級(jí)線圈l2作為振蕩器的反饋線圈，其“c”端接振蕩管vt1的基*接vd2。由于vd2處于正向?qū)顟B(tài)，對(duì)高頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，“d”端可視為接地。在高頻變壓器t1中，如果“a”和“d”端分別為初、次級(jí)線圈繞線方向的首端，則從“c”端輸入到振蕩管vt1基極的反饋信號(hào)，能夠使電路形成正反饋而產(chǎn)生自激高頻振蕩。振蕩器反饋電壓的大小與線圈l1、l2的匝數(shù)比有關(guān)，匝數(shù)比過(guò)小，由于反饋太弱，不容易起振，過(guò)大引起振蕩波形失真，還會(huì)使金屬探測(cè)器靈敏度大為降低。振蕩管vt1的偏置電路由r2和二極管vd2組成，r2為vd2的限流電阻。由于二極管正向閾值電壓恒定(約0.7v)，通過(guò)次級(jí)線圈l2加到vt1的基極，以得到穩(wěn)定的偏置電壓。顯然，這種穩(wěn)壓式的偏置電路能夠大大增強(qiáng)vt1高頻振蕩器的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高金屬探測(cè)器的可靠性和靈敏度，高頻振蕩器通過(guò)穩(wěn)壓電路供電，其電路由穩(wěn)壓二極管vd1、限流電阻器r6和去耦電容器c5組成。振蕩管vt1發(fā)射極與地之間接有兩個(gè)串聯(lián)的電位器，具有發(fā)射極電流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其電阻值越大，?fù)反饋?zhàn)饔迷綇?qiáng)，vt1的放大能力也就越低，甚至于使電路停振。rp1為振蕩器增益的粗調(diào)電位器，rp2為細(xì)調(diào)電位器。高頻振蕩器探測(cè)金屬的原理：調(diào)節(jié)高頻振蕩器的增益電位器，恰好使振蕩器處于臨界振蕩狀態(tài)，也就是說(shuō)剛好使振蕩器起振。當(dāng)探測(cè)線圈l1靠近金屬物體時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)像，會(huì)在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生渦電流，使振蕩回路中的能量損耗增大，正反饋減弱，處于臨界態(tài)的振蕩器振蕩減弱，甚至無(wú)法維持振蕩所需的低能量而停振。如果能檢測(cè)出這種變化，并轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，根據(jù)聲音有無(wú)，就可以判定探測(cè)線圈下面是否有金屬物體了。
2、振蕩檢測(cè)器
振蕩檢測(cè)器由三極管開關(guān)電路和濾波電路組成。開關(guān)電路由三極管vt2、二極管vd2等組成，濾波電路由濾波電阻器r3，濾波電容器c2、c3和c4組成。在開關(guān)電路中，vt2的基極與次級(jí)線圈l2的“c”端相連，當(dāng)高頻振蕩器工作時(shí)，經(jīng)高頻變壓器t1耦合過(guò)來(lái)的振蕩信號(hào)，正半周使vt2導(dǎo)通，vt2集電極輸出負(fù)脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)π型rc濾波器，在負(fù)載電阻器r4上輸出低電平信號(hào)。當(dāng)高頻振蕩器停振蕩時(shí)，“c”端無(wú)振蕩信號(hào)，又由于二極管vd2接在vt2發(fā)射極與地之間，vt2基極被反向偏置，vt2處于可靠的截止?fàn)顟B(tài)，vt2集電極為高電平，經(jīng)過(guò)濾波器，在r4上得到高電平信號(hào)。由此可見，當(dāng)高頻振蕩器正常工作時(shí)，在r4上得到低電平信號(hào)，停振時(shí)，為高電平，由此完成了對(duì)振蕩器工作狀態(tài)的檢測(cè)。
3、音頻振蕩器
音頻振蕩器采用互補(bǔ)型多諧振蕩器，由三極管vt3、vt4，電阻器r5、r7、r8和電容器c6組成?；パa(bǔ)型多諧振蕩器采用兩只不同類型的三極管，其中vt3為npn型三極管，vt4為pnp型三極管，連接成互補(bǔ)的、能夠強(qiáng)化正反饋的電路。在電路工作時(shí)，它們能夠交替地進(jìn)入導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生音頻振蕩。r7既是vt3負(fù)載電阻器，又是vt3導(dǎo)通時(shí)vt4基極限流電阻器。r8是vt4集電極負(fù)載電阻器，振蕩脈沖信號(hào)由vt4集電極輸出。r5和c6等是反饋電阻器和電容器，其數(shù)值大小影響振蕩頻率的高低。
4、互補(bǔ)型多諧振蕩器
接通電源時(shí)，由于vt3基極接有偏置電阻器r1、r3而被正向偏置，假設(shè)vt3集電極電流處于上升階段，vt4基極電流隨之上升，導(dǎo)致vt4集電極電流劇增，vt4集電極電位隨之迅速升高，由vt4輸出的電流通過(guò)與之相連的r5向c6充電，流經(jīng)vt3的基極入地，又導(dǎo)致vt3基極電流進(jìn)一步升高。如此反復(fù)循環(huán)，強(qiáng)烈的正反饋使得vt3、vt4迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，vt4集電極處于高電平，使多諧振蕩器進(jìn)入個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)程。隨著電源通過(guò)飽和導(dǎo)通的vt4經(jīng)r5向c6充電，當(dāng)vt3基極電流下降到一定程度時(shí)，vt*出飽和導(dǎo)通狀態(tài)，集電極電流開始減小，導(dǎo)致vt4集電極電流減小，vt4集電極電位下降，這一過(guò)程又進(jìn)一步加劇了向c6充電電流迅速減小，vt3基極電位急劇降低而使vt3截止，vt4集電極迅速跌至低電平，多諧振蕩器翻轉(zhuǎn)到第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器剛進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，先前向c6充電的結(jié)果，其電容器右端為正，左端為負(fù)，現(xiàn)在c6右端對(duì)地為低電平，由于電容器c6兩端電壓不能躍變，故vt3基極被c6左端負(fù)電位強(qiáng)烈反向偏置，使兩只三極管在較長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)保持截止?fàn)顟B(tài)。在c6放電時(shí)，電流從電容器右端流出，主要流經(jīng)r5、(r8)、r9、vt5發(fā)射結(jié)入地，又經(jīng)過(guò)電源、r6、r1、r3流回電容器c6左端。直到c6放電結(jié)束，電源繼續(xù)通過(guò)上述回路開始對(duì)c6反向充電，c6左端為正。當(dāng)c6兩端的電位上升至0.7v，vt3開始進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈正反饋，迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使電路再次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，重復(fù)先前的暫穩(wěn)態(tài)過(guò)程，如此周而復(fù)始，電路產(chǎn)生自激多諧振蕩。從電路工作過(guò)程可以看出，向c6充電時(shí)，充電電阻器r5電阻值較小，因此充電過(guò)程較快，電路處在飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)間很短；而在c6放電時(shí)，需要流經(jīng)許多有關(guān)電阻器，放電電阻器總的數(shù)值較大，因而放電過(guò)程較慢，也就是說(shuō)電路處于截止時(shí)間較長(zhǎng)。因此，從vt4集電極輸出波形占空比很大，正脈沖信號(hào)的脈寬很窄，其振蕩頻率約330hz。