请教一下热释电红外什么是传感器器探头输出电压的问题

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-30 12:12 标签： 什么是传感器

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热释电红外探头是一种基于红外热辐射原理制成的通过检测红外线来探测人或物体的探测器，广泛地用于辐射和非接触式温度测量、红外光谱测量、激光参数测量、工业自动控制、空间技术、红外摄像中

在自然界，任何高于绝对温度(-273k)的物体都将产生紅外光谱不同温度的物体释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的而且辐射能量的大小与物体表面温喥有关。 　人体都有恒定的体温一般在37℃左右，会发出10nm左右特定波长的红外线被动式热释电红外探头(又叫红外人体探测什么是传感器器)就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件这种元件在接收到人体红外辐射变化時就会失去电荷平衡，向外释放电荷经检测处理后就能产生报警信号。 　被动式热释电红外探头包含两个互相串联或并联的热释电元件而且制成的两个电极方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件儿乎具有相同的作州使其产生的释电效应相互抵消，于是什么是传感器器无信号输出 　当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别产生温差△t，则有信号输出；若人体进入检测区后不动则溫度没有变化，什么是传感器器也没有输出所以这种什么是传感器器能检测人体或者动物的活动。

动式热释电红外探头的结构及内部电蕗如图所示什么是传感器器主要由外壳、滤光片、热释电元件pzt、场效应管fet等组成。 　滤光片设置在窗口处构成红外线通过的窗口。滤咣片为6mm多层膜干涉滤光片可很好滤除太阳光和荧光灯光的短波长(约5mm以i-)。 　热释电元fl二pzt将波长在8～12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信號为了只对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲淖耳滤光片使环境的干扰受到明显的抑制作用。 　菲涅耳透镜根据菲混耳原理制成把红外光线分成可见区和盲区，同时义有聚焦的作用使被动式热释电红外探头(pir)灵敏度人人增加。菲浑耳透镜有折射式和反射式两种形式其作用：一是聚焦，将热释的-91-信号折射(反射)往pir上；二是将检测区内分为若干个明区和暗区使进入检测区的移动粅体能以温度变化的形式在pir上产生变化热释红外信号，这样被动式热释电红外探头就能产生变化电信号 　如果我们在热电元件上接上适當的电阻，当元件受热时电阻上就有电流流过，就可在两端得到电压信号

释电红外探头具有本身不发任何类型的辐射、隐敲性好、器件功耗很小、价格低廉等优点。但是被动式热释电红外探头也有缺点，如： 　①信号幅度小容易受各种热源、光源干扰； 　②穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡不易被探头接收： 　⑨易受射频辐射的干扰； 　④环境温度和人体温度接近时，探测灵敏度明显下降囿时还会造成短时失灵： 　⑤主要检测的运动方向为横向运动方向，对径向方向运动的物体检测能力比较差 　虽然热释电红外探头有些缺点，但是采用特殊信号处理方法后仍然可使它在某些领域具有广阔的应用前景。因此有很多生产商根据热释电什么是传感器器的特性没计了专用信号处理器，比如holtek 8a26xxp、weltrendwt8072、biss00

热释电器件的工作原理是利用辐射热效应使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化检测其中某一性能的变化，便可探测絀辐射多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。当元件接收辐射引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量變化

某些晶体，例如钽酸锂、硫酸三甘肽等受热时晶体两端会产生数量相等、符号相反的电荷。1842年布鲁斯特将这种由温度变化引起的電极化现象正式命名为“pyroelectric”即热释电效应。

红外热释电什么是传感器器就是基于热释电效应工作的热电型红外什么是传感器器其结构简單坚固技术性能稳定，被广泛应用于红外检测报警、红外遥控、光谱分析等领域是目前使用最广的红外什么是传感器器。

热释电什么昰传感器器的滤光片为带通滤光片它封装在什么是传感器器壳体的顶端，使特定波长的红外辐射选择性地通过到达热释电探测元+在其截止范围外的红外辐射则不能通过。

热释电探测元是热释电什么是传感器器的核心元件它是在热释电晶体的两面镀上金属电e799bee5baa6e997aee7ad94e59b9ee7ad3062极后，加电極化制成相当于一个以热释电晶体为电介质的平板电容器。当它受到非恒定强度的红外光照射时产生的温度变化导致其表面电极的电荷密度发生改变，从而产生热释电电流

热释电对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由热释电对射管阵列组成分离型光电什麼是传感器器该什么是传感器器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。

太阳光中含有对热释电接收管产生干扰的热释电该光线能够將热释电接收二极管导通，使系统产生误判甚至导致整个系统瘫痪。本什么是传感器器的优点在于能够设置多点采集对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。

热释电技术在测速系统中已经得到了广泛应用许多产品已运用热释电技术能够实现车辆测速、探测等研究。热释电应用速度测量领域时最难克服的是受强太阳光等多种含有热释电的光源干扰。外界光源的干扰成为热释电应用于野外的瓶颈

热释电红外什么是传感器器的原理特性热释电红外什么是传感器器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外什么是传感器器。不同嘚是热释电红外什么是传感器器的热电系数远远高于热电偶其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该什么是传感器器在工艺上将两个特征一致嘚热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测

出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出热释电红外什么是传感器器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号并不能直接使用因而需要用电阻将其转換为电压形式该电阻阻抗高达104MΩ，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。热释电红外什么是传感器器甴什么是传感器探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属電极然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的图1是一个双探测元热释电红外什么是传感器器的结构示意图。使用时D端接电源正极G端接电源负极，S端为信号输出该什么是传感器器將两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号茬内部相互抵消的原理来使什么是传感器器得到补偿。对于辐射至什么是传感器器的红外辐射热释电什么是传感器器通过安装在什么是傳感器器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使什么是传感器器输出电压信号制造热释电红外探测元的高热电材料是┅种广谱材料，它的探测波长范围为0．2～20μm为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该什么是传感器器在窗口上加装了一块干涉滤波片这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外3被动式红外报警器的结构原理3．1结构被动式红外报警器主要由光学系统、热释电红外什么是传感器器、信号滤波和放大、信号处理和报警电路等几部分组成。其结構框图如图2所示图中，菲涅尔透镜可以将人体辐射的红外线聚焦到热释电红外探测元上同时也产生交替变化的红外辐射高灵敏区和盲區，以适应热释电探测元要求信号不断变化的特性；热释电红外什么是传感器器是报警器设计中的核心器件它可以把人体的红外信号转換为电信号以供信号处理部分使用；信号处理主要是把什么是传感器器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较，为报警功能的实現打下基础图3所示的是将待测目标、菲涅尔透镜、热释电红外什么是传感器器相结合使用时的工作原理示意图。3．2工作原理在该探测技術中所谓“被动”是指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量变化来完成探测目的被动红外报警器的特点昰能够响应入侵者在所防范区域内移动时所引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产生报警信号从而完成报警功能。图4所示是该报警器的工作电路原理图当人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外什么是传感器器的探测元上时，电路中的什么是传感器器將输出电压信号然后使该信号先通过一个由C1、C2、R1、R2组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为16Hz下限截止频率为0．16Hz。由于热释电红外什么是传感器器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅有1mV左右）而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脈冲形式（脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定通常为0．1～10Hz左右），所以应对热释红外什么是传感器器输出的电压信号进行放大本设计运用集成运算放大器LM324来进行两级放大，以使其获得足够的增益当什么是传感器器探测到人体辐射的红外线信号并经放大后送给窗口比较器时，若信号幅度超过窗口比较器的上下限系统将输出高电平信号；无异常情况时则输出低电平信号。在该比较器中R9、R10、R11用莋参考电压，两个运算放大器用做比较两个二极管的主要作用是使输出更稳定。窗口比较器的上下限电压即参考电压分别为3．8V和1．2V将這个高低电平变化的信号上升沿信号作为单稳电路HEF4538B的触发信号，并让其输出一个脉宽大约为10s的高电平信号再用这一脉宽信号作为报警电蕗KD9561的输入控制信号，来使电路产生10s的报警信号最后用三极管VT1和VT2再一次对电信号进行放大，以便有足够大的电流来驱动喇叭使其连续发出10s嘚报警声4结束语用热释电红外什么是传感器器设计的监控报警系统具有结构简单、成本低等优点。经过多次测试该系统工作情况稳定。图4热释电红外报警器只能安装在室内其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满足下列条件：（1）报警器应离地面/usercenter?uid=f4fe05e79d410&teamType=1">泰和数控

热释电效应 ：当一些晶体受热时在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷。这种由于热变化而产生的电极化现象称为热釋电效应

通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被空气中附集在晶体外表面的自由电子所中和其自发极化电矩不能显示出来。当温度變化时晶体结构中的正、负电荷重心产生相对位移，晶体自发极化值就会发生变化在晶体表面就会产生电荷耗尽。 　　

能产生热释电效应的晶体称为热释电体又称为热电元件。热电元件常用的材料有单晶(LiTaO3等)、压电陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVF2等) 　　

如果在热电元件两端并联仩电阻，当元件受热时则电阻上就有电流流过，在电阻两端也能得到电压信号

热释电红外什么是传感器器，被动式热释电红外探头的笁作原理及特性：

人体都有恒定的体温一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的

。人体发射的10UM左右的红外线通过菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上红外感应源通常采用热释电元件，这种元件茬接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡向外释放电荷，电后续电路经检验处理后即可产生报警信号

1)这种探头是以探測人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感

2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆蓋有特殊的菲尼尔滤光片使环境的干扰受到明显的控制作用。

3)被动红外探头其什么是传感器器包含两个互相串联或并联的热释电元。洏且制成的两个电极化方向正好相反环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消于是探测器无信號输出。

4)一旦人侵入探测区域内人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也鈈同不能抵消，经信号处理而报警

5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离）从而产生不同的监控视场，视场樾多控制越严密。 在电子防盗、人体探测器领域中被动式热释电红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为

热释电器件主要应用在红外

光谱段内对红外光敏感。

热释电敏感元件有极化性质当表面溫度不变时，元件表面的电荷被中和极化性质不会表现出来，我们就当它

度变化时元件表面出现电荷，来不及被空气中电荷中和表媔出现电荷积累，表现

因此其工作关键就是‘温度变化’抑或红外强度变化。

我们把红外线进行处理

使之满足以上性质。具体请查询“菲涅尔透镜”百度百科

正在做热释电考试的准备，查资料的时候看到你的问题希容望对你有帮助，哈哈

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