熱釋電紅外傳感器microsoftw-展示頁
2025-01-15 15:16本頁面
【正文】 設(shè)計(jì)的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。將這個(gè)高低電平變化的信號 上升沿信號 作為單穩(wěn)電路 HEF4538B 的觸發(fā)信號，并讓其輸出一個(gè)脈寬大約為 10s 的高電平信號。在該比較器中， R R R11 用做參考電壓，兩個(gè)運(yùn)算放大器用做比較，兩個(gè)二極管的主要作用是使輸出更穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)運(yùn)用集成運(yùn)算放大器LM324 來進(jìn)行兩級放大，以使其獲得足夠的增益。 當(dāng)人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號，然后使該信號先通過一個(gè)由 C C RR2 組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為 16Hz，下限截止頻率為0． 16Hz。被動(dòng)紅外報(bào) 警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號，從而完成報(bào)警功能。圖 3 所示的是將待測目標(biāo)、菲涅爾透鏡、熱釋電紅外傳感器相結(jié)合使用時(shí)的工作原理示意圖。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 2 所示。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。 制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0． 2～ 20μm。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。使用時(shí) D 端接電源正極，G 端接電源負(fù)極， S 端為信號輸出。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。所以，熱釋電紅外傳感器常用于防盜 (人體 )入侵報(bào)警器、溫度控制和自動(dòng)照明控制中。所謂 “熱釋電 ”是指傳感器的材料在感受到溫度變化后會產(chǎn)生電荷變化的現(xiàn)象。紅外線具有顯著的升溫效應(yīng)，人體、明火和高出環(huán)境溫度的熱體都向外輻射紅外線。 一、 熱釋電紅外傳感器的原理特性 熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn) 生的干擾 該傳感器在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化 并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。由于熱電元輸出的是電荷信號，并不能直接使用 因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式 該電阻阻抗高達(dá)104MΩ，故引入的 N 溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式 即源極跟隨器 來完成阻抗變換。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片， 并在它的兩面鍍 上金屬電極，然后加電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。 圖 1 是一個(gè)雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測元上，從而使傳感 器輸出電壓信號。為了對某一波長范圍
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