26 | 10 | 2020
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 4024
Просмотры материалов : 11681348

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
Сейчас на сайте:
  • 13 гостей
  • 2 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
ИНДИКАТОР ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
18.03.2012 16:33

 

ИНДИКАТОР ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Как уже было сказано, вокруг проводника с током образу­ется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе се­тевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющим­ся с частотой сети (50 Гц). Правда, напряженность поля неве­лика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индика­тором — о его устройстве будет рассказано позже.

Совсем иначе обстоит дело с работающим паяльником. Его нагревательная обмотка (спираль) выполнена в виде катушки, и вокруг нее образуется достаточно мощное магнитное поле, которое можно зафиксировать сравнительно простым индикато­ром, собранным по приведенной на рис. 6 схеме.

Схема индикатора переменного электромагнитного поля

Рис. 6. Схема индикатора пе­ременного электромагнитного поля

Входная часть индикатора напоминает такую же часть пре­дыдущего прибора: та же катушка индуктивности L1 с конденсатором С1, то же построение схемы первого каскада на тран­зисторе VT1. Только цепочка из двух резисторов в цепи базы транзистора заменена одним резистором R1, сопротивление ко­торого уточняется в процессе настройки прибора. Транзистор же взят германиевый структуры р-n-р.

Далее следует усилитель, собранный на транзисторах VT2 — VT4 и нагруженный на сигнальную лампу HL1.

В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты настолько, что между выводами коллектора и эмиттера тран­зистора VT2 небольшое напряжение (т. е. транзистор VT2 нахо­дится почти в насыщенном состоянии). Поэтому транзисторы VT3 и VT4 открыты незначительно, и лампа HL1 едва светится.

Как только к датчику приближают нагревательный элемент паяльника, на выводах катушки датчика появляется сигнал переменного тока. Он усиливается транзисторами VT1, VT2. В результате транзистор VT2 начинает закрываться, и напря­жение между его выводами эмиттера и коллектора возрастает. Начинают работать транзисторы VT3, VT4, ток через лампу увеличивается, она будет светиться. Чем меньше расстояние между нагревательным элементом и датчиком, тем ярче светит­ся лампа.

При отлаженном индикаторе лампа засветится уже на рас­стоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35...40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью ин­дикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.

Первые два транзистора могут быть серий МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15...25, VT3 — того же типа, но с коэффициентом передачи 50...60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа — такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор — бумажный, например МБМ.

Часть деталей индикатора можно смонтировать на монтажной плате (рис. 7) навесным способом, как это было в предыдущей конструкции.

Монтажная плата индикатора

Рис. 7. Монтажная плата индика­тора

По своему выбору можете изготовить (или приспособить имеющийся) корпус, установив на его верхней панели лампу и выключатель питания, а внутри расположив плату с батареей 3336. Датчик размещают либо на верхней панели, либо на бо­ковой стенке.

Перед налаживанием индикатора движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а вывод коллектора транзистора VT2 отключают от вывода базы VT3 и резистора R3. Подав выключателем SA1 питание, уста­навливают движок подстроечного резистора в такое положе­ние, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 долж­но быть падение напряжения около 1,5 В.

Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 милли­амперметр на 5...10 мА, подсоединяют вывод коллектора к ре­зистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резисто­ра R1 устанавливают его равным 1,5...2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра — по едва замет­ному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подно­сят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 ...0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.

В процессе работы индикатора напряжение батареи пита­ния будет снижаться, и начальную яркость свечения лампы придется увеличивать подстроечным резистором.

Этот индикатор может найти применение в качестве авто­матического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50...60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы вклю­чить электромагнитное реле с током срабатывания 20...40 мА при напряжении 3,5...4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяль­ника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10...20 Вт сопротивлением 200...300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают по­следовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника не­много остывает.

Как только паяльник снимают с подставки, реле отпускает, и на паяльник подается полное сетевое напряжение. Жало быстро разогревается до нужной температуры. Благодаря такому ре­жиму работы жало будет служить дольше, а электроэнергии рас­ходоваться меньше.

ИСКАТЕЛЬ СКРЫТОЙ ПРОВОДКИ

Вот теперь, когда вы убедились, что переменное электро­магнитное поле можно обнаружить с помощью электронных устройств, познакомимся с более чувствительным индикатором, способным уловить слабое поле сетевых проводов, по которым течет переменный ток. Речь пойдет об искателе скрытой про­водки в вашей квартире. Такой индикатор особенно необходим для предупреждения повреждения сетевых проводов при свер­лении отверстий в стене.

Схема искателя, использующего индуктивный датчик, при­ведена на рис. 8. При приближении катушки датчика L1 к токо­несущим проводам на выводах катушки появляется переменная ЭДС, и в цепи катушки, а значит, и переменного резистора R1, начинает протекать переменный ток. Снимаемое с движка ре­зистора переменное напряжение поступает через конденсатор С1 на усилитель, выполненный на аналоговой интегральной микросхеме DA1. При перемещении движка резистора вниз по схеме на вход усилителя будет подаваться большее напряжение, при перемещении вверх — меньшее. Иначе говоря, переменный резистор является регулятором чувствительности искателя. Чем ближе подносят датчик к токонесущим проводам, тем мень­шая чувствительность нужна, чтобы уловить переменное электро­магнитное поле.

Схема искателя скрытой проводки с индуктивным датчиком

Рис. 8. Схема искателя скрытой проводки с индуктивным датчи­ком

Монтажная плата искателя

Рис. 9. Монтажная плата искателя

С выхода усилителя переменного тока сигнал поступает на выпрямитель, собранный на диодах VD1 и VD2. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С4 и поступает на уси­литель постоянного тока, собранный на транзисторе VT1. Кол­лекторной нагрузкой транзистора является цепочка из после­довательно соединенных резистора и стрелочного индикатора РА1. По отклонению стрелки индикатора контролируют положение сетевых проводов во время перемещения датчика по стене по­мещения — как только стрелка отклонится на максимально воз­можный угол, можно считать, что проводка находится под датчиком.

Во время поиска скрытой проводки в сетевые розетки сле­дует включить нагрузки (телевизор, приемник, магнитофон) мощ­ностью не менее 100 Вт. Если же проводка залегает глубоко и обнаружить ее не удается, используйте нагрузки большей мощности — до 500 Вт (утюг, электрокамин, калорифер).

Кроме указанной на схеме, может быть использована ин­тегральная микросхема КП8УН1Д (она имеет больший коэф­фициент усиления) либо КП8УН1В (ее коэффициент усиления меньше, поэтому желательно увеличить напряжение питания до 12... 13,5 В). Подойдет и КП8УН1Б, но напряжение питания придется снизить до 7...6 В. Применимы такие же микросхемы серии К122 с теми же рекомендациями. Правда, корпус у этих микросхем иной — круглый, как, например, у транзисторов МП39 — МП42.

Если же вообще не удастся приобрести микросхему, можно обойтись без нее и собрать усилитель на транзисторах, взяв за основу двух-трехтранзисторный усилитель ЗЧ приемника пря­мого усиления.

Вместо ГТ309А подойдет другой транзистор этой серии либо германиевый транзистор иных серий, со статическим коэффици­ентом передачи тока 30...70 и максимально допустимым током коллектора не менее 10 мА. Диоды — любые из серии Д9, по­стоянные резисторы — МЛТ-0,25, переменный — СП-I, конден­сатор С1 — бумажный (либо другого типа), остальные конден­саторы — К50-6. Стрелочный индикатор — любой, но желательно меньших габаритов, с током полного отклонения стрелки до 5 мА — от этого параметра зависит сопротивление резистора R3.

Если будет использован индикатор с током 5 мА, указанный резистор нужно исключить.

Для датчика понадобится каркас внутренним диаметром 8 и длиной 80 мм, склеенный из картона или плотной чертежной бумаги. На каркасе закрепите 11 картонных щечек диаметром 12...14 мм на одинаковом расстоянии друг от друга. В образо­вавшиеся 10 секций нужно уложить равномерно 3000 витков провода ПЭВ-1 0,12. К концам катушки припаивают отрезки многожильного монтажного провода в изоляции длиной примерно 500 мм для соединения с деталями прибора. Внутрь каркаса вставляют и приклеивают отрезок стержня диаметром 8 и дли­ной 80 мм из феррита 600НН или 400НН.

В качестве датчика вполне пригодна катушка с сердечником от телефонного электромагнитного реле или другого реле длиной 50...80 мм. Число витков ее не должно быть меньше указанного.

Источник питания — батарея «Крона», две последовательно соединенные батареи 3336 или так же соединенные элементы 316, 332, 343. Любого источника хватит надолго — прибор до­статочно экономичен и потребляет максимум 5 мА.

Часть деталей прибора размещают на плате (рис. 9) из изоляционного материала. Монтаж навесной. Плату размещают в корпусе размерами 100X40X30 мм, изготовленном из лу­женой жести (для уменьшения влияния наводок на показания прибора) или другого материала, в том числе и изоляционного. На лицевой стенке корпуса укрепляют стрелочный индикатор, переменный резистор и выключатель питания. Через отверстие в стенке корпуса пропускают проводники от датчика — их слегка свивают и пропускают внутри металлической оплетки от экрани­рованного провода. Оплетку и общий провод прибора (плюс источника питания) подпаивают к корпусу (если он металли­ческий). Конечно, размеры корпуса могут быть иные — все за­висит от габаритов используемого индикатора и источника пи­тания.

Датчик желательно прикрепить к небольшой деревянной ручке и закрыть катушку изоляционной лентой или покрыть эпоксидной смолой.

Налаживание прибора сводится к подбору резистора R3. Датчик приближают к проводу включенной настольной лампы или шнуру питания работающего телевизора. Движок перемен­ного резистора устанавливают в положение максимальной чув­ствительности. Более точным ориентированием катушки датчика добиваются наибольшего отклонения стрелки индикатора. Если даже при минимальном расстоянии между датчиком и проводом стрелка не доходит до конечного деления шкалы, нужно устано­вить резистор R3 с меньшим сопротивлением.

Схема искателя с антенной

Рис. 10. Схема искателя с антенной

Монтажная плата искателя

Рис. 11. Монтажная плата иска­теля

Таким индикатором можно пользоваться и для отыскания проводки радиовещательной или телефонной линии. В первом случае в розетку должен быть включен абонентский громкоговоритель, а во втором — на некоторое время снята телефонная трубка (в ней должен прослушиваться звуковой сигнал).

Схема другого прибора, без индуктивного датчика, приве­дена на рис. 10. Роль датчика в нем выполняет антенна WA1, улавливающая электрическую составляющую электромагнитного поля. Наведенное в антенне переменное напряжение поступает на переменный резистор R1 (это регулятор чувствительности прибора), а с него — на первый каскад, выполненный на поле­вом транзисторе VT1 по схеме истокового повторителя. Бла­годаря использованию полевого транзистора входное сопротив­ление прибора высокое.

С нагрузки истокового повторителя сигнал подается через конденсатор С1 на усилитель, собранный на аналоговой микро­схеме DA1. С выхода усилителя сигнал поступает через конден­сатор СЗ и разъем ХТ1 на головные телефоны BF1 — из них и слы­шен звук (фон переменного тока при обнаружении сетевой про­водки или радиопередача в случае нахождения трансляционной линии).

Микросхема, резисторы, конденсаторы, источник питания в этом приборе могут быть таких же типов, что и в предыдущем, а транзистор — любой из серии КПЗОЗ. Головные телефоны желательно использовать высокоомные, например ТОН-1.

Большую часть деталей прибора монтируют на плате (рис. 11) навесным способом. Корпус индикатора, в котором размещают плату и источник питания, желательно изготовить из изоляцион­ного материала. На верхней стенке корпуса укрепляют перемен­ный резистор, выключатель питания и двухгнездную колодку разъема ХТ1. К нижней стенке снизу прикрепляют антенну — металлическую пластинку размерами примерно 60 X 70 мм. Пла­стинку соединяют с движком резистора экранированным про­водом, металлическую оплетку которого подпаивают к соответ­ствующему выводу переменного резистора. Верхний по схеме вывод этого резистора соединяют с выводом затвора транзистора на плате проводником возможно меньшей длины.

Если монтаж и соединения выполнены без ошибок, никакого налаживания индикатора не понадобится — он готов к работе сразу после включения. Вставив вилку телефонов в розетку индикатора, приближают антенну к стене в месте возможного прохождения электропроводки или радиотрансляционной сети. Водят антенну вдоль стены и определяют точное расположение проводки по максимальной громкости фона переменного тока или радиопередачи в головных телефонах.

И еще одно применение этого индикатора — для опреде­ления места обрыва провода в кабеле или, скажем, в шнуре сетевого удлинителя. В этом случае оборванный провод под­ключают через резистор МЛТ-0,5 сопротивлением 1 МОм к «фа-зоаому» гнезду сетевой розетки, а остальные провода (или второй провод удлинителя) соединяют вместе и заземляют (или подключают к нижнему по схеме гнезду разъема ХТ1). Перемещая датчик-антенну вдоль кабеля или шнура, следят за громкостью звука в телефонах. Как только она резко упадет или звук исчезнет, индикатор останавливают — здесь место обрыва. Если же звука не будет в самом начале, значит, проверяемый провод ошибочно подключили к «нулевому» гнезду розетки.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Обновлено 18.03.2012 17:05
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья