热释电红外传感器简介(相关知识)
热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器原理及其应用热释电红外传感器原理及其应用
热释电红外传感器（thermoelectric infrared sensor，TIRS）是一种利用热释电效应（thermoelectric effect）来检测环境中红外热源的光学传感器。
它能够通过辐射能量与传感器内表面温度的差异来检测非可见的红外辐射，以实现远距离监测和测量热源发射能力的目的。
热释电红外传感器的工作原理是，当热释电芯片内的两个特定的同质金属材料互相接触时，会出现一个电压，这称为热释电效应。
热释电红外传感器将两种金属材质聚集在一起，当热源照射到传感器表面时，会让其中一种材料受热，而另一种材料不受热。
随着材料的表面温度升高，热释电效应将产生一个电压，这一区别值便可以表示出环境中红外辐射强度发生变化的情况。
热释电红外传感器广泛应用于飞机机舱设备房内的温度监控，能够检测空调系统及周边电子设备的温度变化，从而维持机舱温度在所需范围内。
此外，也常用于物流运输、医疗保健及无人机等行业对环境温度进行监控，能够有效降低安全风险，提高工作效率。
此外，热释电红外传感器还可用于检测大气污染物，能够根据环境温度及湿度两种因素来监测大气环境，提供可靠的污染数据以帮助制定行之有效的污染防治措施。
10.4 热释电红外传感器
10.4 热释电红外传感器 热释电红外探测模块
自动门控制电路
本章小结
热电偶和热电阻区别
产生信号的性质不同； 检测的温度范围不同：
热电阻一般检测0-150度温度范围，热电偶可检测0-1000度的温 度范围（甚至更高）。前者是低温检测，后者是高温检测。
热电偶有正负极，补偿导线也有正负之分； 热电阻和热电偶一样的区分类型，但是热电阻不需要补偿导线，
HN911模块典型应用
10.4 热释电红外传感器 热释电红外探测模块
无被测物体时, HN911的1端输出低电平,V2截 止,报警指示灯H不亮,2端输出高电平使继电 器K工作；
当检测到人体移动信号时, V2导通,指示灯H 亮,同时V1截止,继电器K停止工作。可利用继 电器触点的通断进行需要的控制。
辐射容易被遮挡 环境温度和人体温度接近时，灵敏度明显下降，
甚至短时失效。
10.4 热释电红外传感器
传感器主要由外壳、滤光片、热电元件、结场效应管FET、电 阻、二极管等组成。
10.4 热释电红外传感器
10.4 热释电红外传感器
10.4 热释电红外传感器
号处理电路处理后输出控制信号。此时,输出端1变为 高电平,输出端2变为低电平。 在模块的外部,可接增益调节电位器,以调节放大器的 增益。
10.4 热释电红外传感器 热释电红外探测模块
HN911模块的主要技术指标：
电源电压：5±10%V 传感器水平视角：>100度 传感器垂直视角：>80度 输出延时：>2s 监控距离：加上菲涅耳透镜达15m左右。 菲涅耳透镜：一种精密的光学系统，专门用来和热释电
10.4 热释电红外传感器
热释电红外传感器指利用热电元件的热释电效应探 测人体用的红外传感器。
热释电红外传感器工作原理
热释电红外传感器工作原理热释电红外传感器是一种常见的红外传感器，其工作原理基于物质的热节电效应。
热释电红外传感器通常由薄膜材料制成的感测元件、接收与放大电路以及信号处理电路组成。
在工作过程中，热释电红外传感器通过感测元件检测目标物体发出的红外辐射，然后将其转化为电信号并传输给接收与放大电路进行处理。
感测元件通常采用的是热电效应材料，该材料具有独特的热电特性，即在温度变化时会产生电压变化。
热释电红外传感器的感测元件通常是由多个微型热电堆组成的热敏电阻网络。
每个热敏电阻都是由内部微加热结构和感测结构组成。
当目标物体进入热释电红外传感器的感测区域时，感测元件会受到目标物体发出的红外辐射的影响，使得感测元件中的热敏电阻发生温度变化。
这种温度变化会导致感测元件中的热敏电阻产生电压变化，进而输出电信号。
接收与放大电路通过将这个微弱的电信号放大，并进行滤波和增益控制，使得信号能够被信号处理电路准确地分析和处理。
信号处理电路会对接收到的电信号进行进一步的分析和处理，提取出有效的红外目标信号，并根据目标物体的距离、温度以及运动状况等信息进行判断和处理。
总的来说，热释电红外传感器的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 接受红外辐射：热释电红外传感器感测元件接收到目标物体发出的红外辐射。
2. 温度变化产生电压：目标物体的红外辐射导致感测元件中的热敏电阻发生温度变化，进而产生相应的电压信号。
3. 电信号放大：接收与放大电路对感测元件输出的微弱电压信号进行放大，以便信号能够被信号处理电路进一步处理和分析。
4. 信号分析与处理：信号处理电路对放大后的信号进行进一步的分析和处理，提取出有效的红外目标信号，并根据目标物体的距离、温度以及运动状况等信息进行判断和处理。
总的来说，热释电红外传感器利用物质的热节电效应，通过感测元件对红外辐射的感测和转化，实现对目标物体的探测和判断，并在安防、自动化控制等领域中得到广泛应用。
第4讲 热释电人体红外传感器
第3讲 4)菲涅尔透镜 菲涅尔透镜 热释电人体红外传感器只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大 作用。不加菲涅尔透镜时，该传感器的探测半径可能不足2m， 作用。不加菲涅尔透镜时，该传感器的探测半径可能不足 ，配 上菲涅尔透镜则可达10m，甚至更远。菲涅尔透镜是用普遍的聚乙 上菲涅尔透镜则可达 ，甚至更远。 烯制成的，安装在传感器的前面。透镜的水平方向上分成三部分， 烯制成的，安装在传感器的前面。透镜的水平方向上分成三部分， 每一部分在竖直方向上又分成若干不同的区域， 每一部分在竖直方向上又分成若干不同的区域，所以菲涅尔透镜实 际是一个透镜组，如图11． 所示。 际是一个透镜组，如图 ．21(a)所示。当光线通过透镜单元后，在 所示 当光线通过透镜单元后， 其反面则形成明暗相间的可见区和盲区。每个透镜单元只有一个很 其反面则形成明暗相间的可见区和盲区。 小的视场角，视场角内为可见区，之外为盲区。 小的视场角，视场角内为可见区，之外为盲区。而相邻的两个单元 透镜的视场既不连续，更不交叠，却都相隔一个盲区。 透镜的视场既不连续，更不交叠，却都相隔一个盲区。当人体在这 一监视范围中运动时，顺次地进入某一单元透镜的视场， 一监视范围中运动时，顺次地进入某一单元透镜的视场，又走出这 一视场，热释电传感器对运动的人体一会儿看到，一会又看不到， 一视场，热释电传感器对运动的人体一会儿看到，一会又看不到， 再过一会儿又看到，然后又看不到，于是人体的红外线辐射不断改 再过一会儿又看到，然后又看不到， 变热释电体的温度，使它输出一个又一个相应的信号。 变热释电体的温度，使它输出一个又一个相应的信号。输出信号的 频率大约为0.1~10Hz，这一频率范围由菲涅尔透镜、人体运动速度 频率大约为 ，这一频率范围由菲涅尔透镜、 和热释电人体红外传感器本身的特性决定。 和热释电人体红外传感器本身的特性决定。
热释电红外传感器的工作原理
热释电红外传感器的工作原理热释电红外传感器是一种采用热释电效应来感测红外辐射的传感器。
该传感器能够感知物体的温度和运动状态，具有广泛的应用领域，如安防、自动化、机器人等。
一、热释电效应原理热释电效应是指在非均匀电介质中，当物理量（如温度）发生变化时，电介质中的电荷会发生移动，导致电势的变化。
这种现象叫做热释电效应。
利用这种效应可以制成红外传感器。
二、热释电红外传感器的结构热释电红外传感器由传感器芯片、滤光器、接收器、前置放大器、信号处理电路、输出电路等组成。
传感器芯片通常由热释电材料制成，如聚乙烯、锂铌酸锂等。
滤光器主要过滤掉不需要的光波，只让红外波通过。
接收器将红外波转化为电信号，然后通过前置放大器放大。
信号处理电路对信号进行滤波、增益等处理。
输出电路将处理后的信号转化为可用的电压或电流输出。
三、热释电红外传感器的工作原理1. 当有热源或物体进入传感器的感应区域时，将发射红外辐射波。
2. 经过滤光器的过滤，只有红外波通过，照射到传感器芯片上。
3. 传感器芯片产生电荷的移动，产生电势，经由接收器转化为电信号。
4. 通过前置放大器放大信号之后，通过信号处理电路进行滤波、增益等操作。
5. 处理后的信号通过输出电路转化为可用的电压或电流输出。
四、热释电红外传感器的优缺点1. 优点：响应速度快、结构简单、功耗低、灵敏度高、价格相对较低、在恶劣环境下也可以进行工作。
2. 缺点：受环境影响较大、易受其它电磁辐射的干扰、动态响应能力较差。
综上所述，热释电红外传感器是一种基于热释电效应工作的传感器，其工作原理主要是利用物体的红外辐射，产生电荷移动，最终产生电势并输出信号。
该传感器具有快速响应速度、低功耗、灵敏度高等优点，但受到环境影响较大、易受其它电磁辐射的干扰等缺点。
热释电红外传感器
产品名称：热释电红外传感器产品价格：在线订购：热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。
早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。
热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。
它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。
除了在我们熟知的楼道自动开关、防盗报警上得到应用外，在更多的领域应用前景看好。
比如：在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机。
电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。
开启监视器或自动门铃上的应用。
结合摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等……。
您可以根据自己的奇思妙想，结合其它电路开发出更加优秀的新产品。
或自动化控制装置。
热释电传感器基本知识热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。
热释电传感器是对温度敏感的传感器。
它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。
由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。
热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，ΔT=0，则传感器无输出。
当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有ΔT 输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出了。
所以这种传感器检测人体或者动物的活动传感。
由实验证明，传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜)，其检测距离小于2m，而加上光学透镜后，其检测距离可大于7m。
为了缩短产品研发周期，快速应用热释电传感技术。
电子制作实验室网站批量供应以下几种热释电传感器成品组件。
红外模块使用注意事项：1、人体感应器模块属于高度敏感的器件，它对电源要求很高，必须经过良好的稳压滤波，例如9V的层叠电池就可能因为内阻较大不能正常工作，建议客户用LM7808稳压芯片稳压后再通过220UF和0.1UF的电容滤波后供电。
热释电红外传感器原理
热释电红外传感器原理
热释电红外传感器利用物体的红外辐射特性实现对目标物体的检测与监测。
它的工作原理基于热释电效应，即当物体处于不同温度时，会发射出不同强度的红外辐射。
热释电红外传感器的核心部件是由热释电材料制成的探测器。
这种材料能够感应并吸收周围环境中的红外辐射能量。
当被探测的目标物体进入传感器的检测范围内时，目标物体会通过发射红外辐射来改变周围环境的温度分布。
探测器会感知到这种变化，并将其转化为电信号输出。
热释电红外传感器通常还配备有补偿元件和信号处理电路。
补偿元件用于自动调整探测器的温度，以排除环境温度的影响。
信号处理电路则负责处理探测器输出的电信号，将其转化为可读的数字信号或控制信号。
当有人或物体进入传感器的感应范围时，热释电红外传感器会发出警报信号或触发其他相应的操作。
由于其灵敏度高、响应快，以及对环境光和声音的抵抗能力强，因此热释电红外传感器被广泛应用于安防系统、自动化控制以及简单的人体检测等领域。
热释电红外传感器原理教程通用课件
包括探测器的结构、材料的热电性能、制造工艺等。
热释电红外传感器的噪声与干扰
噪声与干扰概述
热释电红外传感器的噪声指的是 其输出信号中随机变化的部分， 干扰则是指外部因素对传感器输
出的影响。
噪声的来源
热释电红外传感器的噪声主要来源 于探测器材料的热涨落、电路噪声 、环境辐射等。
干扰的来源
热释电红外传感器的干扰主要来源 于电磁干扰、电源噪声、机械振动 等。
04
热释电红外传感器的 应用实例与实验方法
热释电红外传感器在人体感应中的应用实例
智能照明控制
利用热释电红外传感器检测人体活动，实现自动 开关灯，节省能源。
智能家居系统
通过热释电红外传感器监测家庭成员活动，实现 自动化家务管理。
医疗护理
在病房、卫生间等场所安装热释电红外传感器， 实现自动呼叫系统，方便病人使用。
刘洋, 王丽, 李明等. 基于热释电效应的红外传感器研究进展. 物理 学报, 2022; 61(3): 1-10.
致谢
01
对参与本教程编写的所有作者表示衷心的感谢。他们在百 忙之中对教程进行了仔细的编写和校对，为读者提供了宝 贵的知识和经验。
02
感谢北京电子工业出版社的编辑们，他们在整个教程的编 写过程中给予了极大的支持和帮助，提供了宝贵的意见和 建议。
早期火灾预警
利用热释电红外传感器检测火灾初期的 热辐射，及时发出预警信号，降低火灾 发生的风险。
VS
工业生产安全
在工厂、仓库等场所安装热释电红外传感 器，提高火灾预警能力传感器的 调试与校准方法
热释电红外传感器的调试步骤
硬件连接
确认传感器与主机之间的连接是否牢固，避 免接触不良导致信号传输受阻。
红外热释电传感器
红外热释电传感器什么是红外热释电传感器红外热释电传感器是一种被广泛使用在安防监控中的传感器，可以检测并识别人体的红外辐射信号。
它可通过检测人体辐射的红外线来判断人体的存在，从而实现人体感应的应用。
与其他传感器相比，它在检测精度、灵敏度和稳定性方面都有很优秀的表现。
红外热释电传感器的原理红外热释电传感器采用的是“热释电效应”，当红外线照射在热释电传感器的各个区域上，红外线会通过吸收、反射、透过等过程，转化成电信号输出。
热释电材料在吸收红外线照射后，自身温度会提高，并且电荷的分布状态也会发生改变，从而产生输出电信号。
通过对红外辐射信号的检测和分析，可以判断出人体的存在与否。
红外热释电传感器的优劣势优势：1.高精度。
红外热释电传感器可以检测人体的移动方向、速度、距离等，准确度较高。
2.环境适应性强。
在各种天气环境下，红外热释电传感器都可以保持稳定的检测效果。
3.无线控制。
红外热释电传感器可以实现与其他设备的无线联动和控制。
劣势：1.价格较高。
红外热释电传感器的经济性不如其他传感器。
2.局限性。
红外热释电传感器只能检测人体等物品的红外辐射信号，无法判断物品的其他特征。
红外热释电传感器的应用红外热释电传感器主要应用于安防现场，例如办公室、居民小区、道路、停车场等。
具体应用如下：1.报警。
红外热释电传感器可以在特定的区域内检测人体的存在，当检测到非法闯入时，会即时发送信号到安全系统进行报警。
2.自动开关灯。
在开启了自动感应的灯具中，红外热释电传感器可以检测人体的存在，从而实现灯具的自动开关。
3.智能家居。
将红外热释电传感器应用到家居中，可以通过对家具的感知，实现智能化的控制管理。
红外热释电传感器与其他传感器的区别与其他传感器相比，红外热释电传感器的最大优势在于检测的是人体的红外辐射信号。
与光线传感器、声音传感器等其他传感器相比，红外热释电传感器可以在低光照、较弱声音等条件下工作，并且抗干扰能力较强。
但是，它也有自己的局限性，如无法检测人体之外的物体，且价格和功耗较高。
热释电红外传感器-热释电感应灯
• 热探测器主要类型有热释电型,热敏电阻型,热电偶型与气体 型探测器。而热释电探测器在热探测器探测率最高,频率响应 最宽,所以这种探测器备受重视,发展很快
•
• （三）热释电红外探测器
• 一．热释电效应
• 一些陶瓷材料具有自发极化(如铁电晶体)地特征,且其自极化 地大小在温度有稍许变化时有很大地变化。在温度长时间恒 定时由自发极化产生地表面极化电荷数目一定,它吸附空气地 电荷达到衡,并与吸附地存在于空气地符号相反地电荷产生与 :若温度因吸收红外光而升高,则极化强度会减小,使单位面积 上极化电荷相应减少,释放一定量地吸附电荷;若与一个电阻 连成回路会形成电流,则电阻上可以产生一定地电压降,这种 因温度变化引起自发极化值变化地现象称为热释电效应
相互作用来改变电子地能量状态,引起各种电学现象,这种现 象称光子效应。利用光子效应制成地红外探测器,统称光子探 测器 • 光子探测器地主要特点是灵敏度高,响应速度快,具有较高地 响应频率,但探测波段较窄,一般需在低温下工作
二．热探测器
热探测器是利用红外辐射地热效应,探测器地敏感 元件吸收辐射能后引起温度升高,而使有关物理参 数发生相应变化,通过测量物理参数地变化,便可 确定探测器所吸收地红外辐射
• 体温度为三六℃～三七℃,其辐射地红外波长λm=二 九八九 /（三0九～三一0）≈九.六七～九.六四μm。可见,体辐射地红 外线最强地波长正好在滤光片地响应波长七.五～一四mm地 心处。故滤光窗能有效地让体辐射地红外线通过,而阻止太阳 光,灯光等可见光地红外线通过,免除干扰
• （四）菲涅尔透镜
• 菲涅尔透镜地作用有两个:一是聚焦作用,即将探测空间地红 外线有效地集到传感器上。不使用菲涅尔透镜时传感器地探 测半径不足二m,只有配合菲涅尔透镜使用才能发挥最大作用。 配上菲涅尔透镜时传感器地探测半径可达到一0m。第二个 作用是将探测区域内分为若干个明区与暗区,使入探测区域地 移动物体能以温度变化地形式在敏感元件上产生变化地热释 红外信号。
热释电人体红外传感器工作原理
热释电人体红外传感器工作原理1. 什么是热释电人体红外传感器？说到热释电人体红外传感器，首先得给大家普及一下。
它其实就是一种能感应到人体热量的装置。
嘿，别小看它，这东西在生活中可真是随处可见，比如说你家里的灯、安防设备，甚至智能家居，都离不开它的“帮忙”。
你想想，当你走进一个房间，灯光自动亮起，那可是它在背后默默地工作呢！就像在你身后有个看不见的好朋友，时刻关注着你的一举一动。
1.1 热释电的秘密“热释电”这个词，听上去有点高大上，但其实它的原理非常简单。
我们知道，所有的物体都会发出热量，对吧？这就是热释电传感器的关键所在。
它能探测到周围物体发出的红外线，尤其是活体，比如人或动物。
这就像你晚上出门，发现路灯一下子亮了，哦，原来是因为你“带着热量”走过来了！1.2 热释电传感器的构造那么，这个神奇的传感器是怎么工作的呢？其实它的构造也很简单，里面有一种特殊的材料，叫热释电材料。
它会根据温度变化产生电信号，简单来说，就是你一进门，它就“感应”到了你的温度变化。
然后，这个电信号就会被传输到控制电路，最后让灯亮起或者发出警报。
真是科技感满满啊，感觉随时可以去打怪升级！2. 热释电传感器的应用2.1 家庭中的小助手在家庭生活中，热释电传感器就像一个小助手，默默无闻却功能强大。
比如说，当你晚上起来上厕所，灯光自动打开，这绝对是它的功劳。
而且，这种技术还可以用来节省电量，因为它只在有人经过时才会启动。
听起来是不是很环保？这就好比一位贴心的室友，帮你把灯光管理得妥妥的，不浪费一分一毫。
2.2 安全防范的“护卫”再说说安防方面，热释电传感器更是发挥得淋漓尽致。
它能检测到陌生人的热量，及时发出警报，简直就是你家里的“隐形保镖”。
想象一下，当你在家安心看电视，突然有陌生人接近，传感器马上警报响起，你立刻警觉，果断拨打电话，真是一举两得！这样一来，安全感立马up！你再也不怕半夜听到奇怪的声音了，心里有底，感觉像是个铁打的堡垒。
热释电红外传感器简介
热释电红外传感器简介被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源，本身不向外界发射任何能量，而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射，因此才有被动式之称。
被动式红外探测器是利用热释电效应进行探测的。
被动式红外探测器又称为热释电红外探测器，其主要工作原理便是热释电效应。
热释电效应是指如果使某些强介电质材料(如钦酸钡、钦错酸铅P(zT)等)的表面温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料表面发生极化，即表面上就会产生电荷的变化，从而使物质表面电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出。
热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向有关的低频电信号。
当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时，其内部敏感材料的温度将升高，极化强度减弱，表面电荷减少，通常将释放掉的这部分电荷称为热释电电荷。
由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化，所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化，从而探测出红外辐射能量的变化。
红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上，这样红外探测器就可以探测到某一个立体探测空间内热辐射的变化。
当防范区域内没有移动的人体时，由于所有的背景物体(如墙壁、家具等)在室温下红外辐射的能量比较小，而且基本上是稳定的，所以不能触发报警器。
当有人体突然进入探测区域时，会造成红外辐射能量的突然变化，红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢，经过后级比较器与状态控制器产生相应的输出信号U，送往报警器，发出报警信号。
红外探测器的探测波长为8~14um，人体的红外辐射波长正好处于这个范围之内，因此能较好的探测到活动的人体。
被动式红外探测器属于空间控制型探测器，其警戒范围在不同方向呈多个单波束状态，组成锥体感热区域，构成立体警戒。
人体热释电红外传感器PIR原理
人体热释电红外传感器 PIR 原理人体热释电红外传感器（Passive Infrared Sensor，简称 PIR）是一种用于检测人体运动的电子传感器，它可以检测周围环境中的红外辐射，并根据运动物体的热辐射来判断是否有人的存在。
PIR 传感器广泛应用于室内安防、自动照明、智能家居等领域，是家庭及商业场所安全防护中的重要设备之一。
PIR 原理PIR 传感器基于热释电原理，其工作原理可以简单概括如下：1.人体是一种热辐射源，通常会以温度差的形式向周围环境发射红外辐射。
2.PIR 传感器通过感应窗口（通常为镜面反射面）检测周围环境中的红外辐射。
3.PIR 传感器内置的光敏二极管（Photodiode）会将感应窗口中反射的红外辐射转化为光电信号。
4.信号经过放大处理后，通过比较电路（Comparator）进行处理，当信号超过特定阈值后，PIR 传感器输出高电平信号（即检测到人体运动），否则输出低电平信号（未检测到人体运动）。
PIR 传感器的核心部件是感应器（Sensor），一般是由氟化铷（LiF）或者氟化铟（InInF）制成的一些小晶体，可以将周围环境中的红外辐射转变为电信号，通过处理电路进行信号分析，从而判断是否检测到人体运动。
此外，PIR 传感器还有一些特别设计，以避免误检和漏检。
如：1.边际过渡区（Margin Area）：对于某些传感器，会将其分为中央检测区域和边际过渡区域，这样可以保证传感器只检测来自检测区域内的人体运动信号，不受非目标物体的影响。
2.多级信号处理：为了去除杂波干扰，可以采用多级信号处理的结构实现信号的抗干扰能力，从而增强检测结果的准确性。
3.超宽角度检测：这种传感器可检测到宽范围内的人体运动信号，可用于低端安防产品，检测面积较大。
PIR 传感器的应用PIR 传感器具有快速、稳定、准确等优势，被广泛应用于各种领域，其中最常见的应用场景是在安防、智能家居、自动照明、宠物监控等领域。
热释电红外传感器说明
热释电红外传感器说明热释电红外传感器，这名字听起来是不是挺高大上的？它就是一种能“感知”温度变化的小玩意儿。
它就像是那种“灵敏的探子”，只要有热量经过，它立马就能感应到，真的是太厉害了！想想，如果你家里有个热释电传感器，它就能帮你发现那些“潜伏者”，比如偷偷溜进你家的小猫咪，或者是你正在忙着做饭却忘了关的电炉。
它的原理其实很简单，热释电材料在受到温度变化时，会产生电信号，传递给其他设备。
简单说，它就是一个温度的“侦探”，随时待命，等着捕捉热量的“踪迹”。
这玩意儿广泛应用于各个领域，尤其是安全监控。
想象一下，家里装了这样一个传感器，当有人靠近的时候，它会发出警报，简直就像是家里的“守护神”。
它还能搭配摄像头，瞬间变身为“全能侦探”，让你再也不怕漏掉任何可疑的动静。
你要是晚上睡觉，突然听到一声“嘀嘀”，别紧张，可能是热释电传感器在向你报告：有人来了！这东西也很省电，长时间工作也不用担心它会“罢工”，真是个节能的小能手。
再说说它的应用场景吧，真的是五花八门。
从家居到商业，再到智能交通，几乎无处不在。
在商场里，很多时候你都不知道，其实你身边就有它的身影。
比如说，当你走进一家店里，门口的传感器就会感应到你，自动开门，像个热情的迎宾员。
这种科技感，真让人忍不住想多逛逛。
还有那种智能家居系统，靠着热释电传感器，你的灯可以实现自动开关，晚上起床的时候再也不用摸黑了，想想就觉得方便！热释电红外传感器的优点可真不少。
它的响应速度极快，瞬间就能捕捉到热量变化，简直不费吹灰之力。
它的安装也超级简单，没啥技术含量，几乎人人都能搞定。
只要把它装在一个合适的位置，就能开始“工作”了！这让不少人都爱上了这个小家伙，像是给家里增添了一个“聪明的小助手”。
也有人觉得它可能会误报，比如当空调突然开起来时，它也许会“以为”有个人在活动，结果发出警报，哈哈，这时候就得自认倒霉了。
不过，热释电红外传感器也有一些小缺点。
比如，价格有点小贵，尤其是高精度的产品。
热释电红外传感器
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理， 在探测器前方产生一个交替变化的“盲 区”和“高灵敏区”，以提高它的探测 接收灵敏度。当有人从透镜前走过时， 人体发出的红外线就不断地交替从“盲 区”进入“高灵敏区”，这样就使接收 到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输 入，从而强其能量幅度。如果我们在热 电元件接上适当的电阻，当元件受热时， 电阻上就有电流流过，在两端得到电压 信号。
体辐射的红外线中心波长为9~10--um，而探 测元件的波长灵敏度在0.2~20--um范围内 几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装 有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的 波长范围为7~10--um，正好适合于人体红 外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤 光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作 探测人体辐射的红外线传感器。
热释电红外传感器
前言
热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的 传感器。它能检测人或某些动物发射的红外 线并转换成电信号输出。热释电红外传感器 是利用红外辐射的热辐射作用引起的元件本 身的温度变化, 其探测率、响应速度都不如 光子型传感器。但由于热释电型传感器可在 室温下使用, 灵敏度与波长无关, 所以应用领 域广，民用领域已经普及了。
实物图
内部电路如图2所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、 场效应管FET等组成。
• 其中，滤光片设置在窗口处，组成红外线 通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤 光片，对太阳光和荧光灯光的短波长（约 5mm以下）可很好滤除。热释电元件PZT 将波长在8mm～12mm之间的红外信号的 微弱变化转变为电信号，为了只对人体的 红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖 有特殊的菲涅耳滤光片，使环境的干扰受 到明显的抑制作用。
热释电红外感应自动灯电路
如图所示是采用TWH9512热释电红外传感专用模块 制作而成的感应自动灯，可用于卫生间、储藏室、楼 梯走道等场合照明灯自动控制，可做到有人灯亮，人 走灯灭。同时它还设有光控电路，白天电路自动封闭， 电灯不会点亮。该开关另一特点是它采用二线制接法， 因此不必更改室内原有布线，就可直接取代普通电源 开热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电 型红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热电系数 远远高于热电偶。
热释电人体红外传感器
热释电人体红外传感器概述热释电人体红外传感器（Pyroelectric Infrared Sensor, PIS）是一种能够检测人体红外辐射的传感器。
它基于热释电效应，当有人或动物经过时，会发生温度变化，进而引起电荷分布的改变，使得能够检测到人体的存在。
热释电传感器使用非常广泛，主要应用于安防领域，能够检测并报警区域内是否有人体活动。
同时，还可以应用于自动化控制、智能家居、医学检测等领域。
工作原理热释电红外传感器由两个部分组成：感应电容和热敏电阻。
当有人体经过时，感应电容会感应到人体红外辐射，将其转化为电荷信号。
然后，该信号输入到热敏电阻上，产生电压信号。
进而，经过放大和处理，输出为控制电路所能接受的信号。
技术特点灵敏度高热释电传感器对人体红外辐射具有很高的灵敏度。
特别是对于热红外辐射，其灵敏度可以达到0.1°C以下，可以检测到非常微小的温度变化。
抗扰动能力强热释电传感器采用差分电路进行信号处理，从而可以降低系统的噪声干扰和环境电磁干扰，提高系统的抗扰动性。
体积小热释电传感器集成度高，体积小，可以方便地布置在需要检测的区域内。
通过组合成阵列，可以形成全向性的监测。
节能热释电传感器的工作电流非常低，一般不超过1 mA。
因此，它可以工作在长时间不间断的状态下，并且不会对电力造成过大的负担。
应用领域安防领域热释电传感器可以应用于安防领域，检测室内外是否有人经过，控制闸门的打开和关闭。
尤其在智能家居系统中的安防领域，热释电传感器可以组成监控网络，实现长时间的无缝监控。
自动化控制热释电传感器可以应用于自动化控制领域，在机器人、工业控制等领域中进行热释电传感器的应用，可以提高系统的自动化程度和智能化程度。
医学检测热释电传感器可以应用于医学检测领域。
例如，可以用于人体体温检测，检测人体多个部位的温度变化，监测人的健康状况。
优缺点优点1.灵敏度高，能够检测到非常微小的温度变化。
2.抗干扰能力强，减少了系统的外部干扰，提高了系统的稳定性。
热释电红外传感器
热释电红外传感器热释电红外(PIR)传感器，亦称为热红外传感器，是一种能检测人体发射的红外线的新型高灵敏度红外探测元件。
它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。
将输出的电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、感应水龙头,感应灯等。
目前市场上常见的热释电人体红外线传感器主要有上海赛拉公司的SD02、PH5324，德国Perkinelmer 公司的LHi954、LHi958，美国Hamastsu公司的P2288，日本Nippon Ceramic公司的SCA02-1、RS02D等。
虽然它们的型号不一样，但其结构、外型和特性参数大致相同，大部分可以彼此互换使用。
敏感元件热释电红外线传感器由探测元、滤光片和场效应管阻抗变换器等三大部分组成，如图1所示。
对不同的传感器来说，探测元的制造材料有所不同。
如SD02的敏感单元由锆钛酸铅制成；P2288由LiTaO3 制成。
将这些材料做成很薄的薄片，每一片薄片相对的两面各引出一根电极，在电极两端则形成一个等效的小电容。
因为这两个小电容是做在同一硅晶片上的，因此形成的等效小电容能自身产生极化，在电容的两端产生极性相反的正、负电荷。
传感器中两个电容是极性相反串联的。
图1双探测元热释电红外传感器当传感器没有检测到人体辐射出的红外线信号时，在电容两端产生极性相反、电量相等的正、负电荷，所以，正负电荷相互抵消，回路中无电流，传感器无输出。
当人体静止在传感器的检测区域内时，照射到两个电容上的红外线光能能量相等，且达到平衡，极性相反、能量相等的光电流在回路中相互抵消，传感器仍然没有信号输出。
当人体在传感器的检测区域内移动时，照射到两个电容上的红外线能量不相等，光电流在回路中不能相互抵消，传感器有信号输出。
综上所述，传感器只对移动或运动的人体和体温近似人体的物体起作用。
滤光片滤光片是由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的，能够有效地滤除7.0~14um波长以外的红外线。
热释电红外传感器讲解
具体电路应用设计分析(一)
电路中VT3、C7、R8、~R10组成开机延 时电路。当开机时，开机人的感应会使IC3 输出高电平，造成误触发。
开机延时电路在开机的瞬间，由电容C7 的充电作用而使VT3导通，这样就使IC3输出 的高电平经VT3通地，VT2可以保持截状态， 防止了开机误触发。开机延时时间由C7与 R8的时间常数决定，约20秒。
9.65um。
红外传感器的工作原理 热释电核心探头
热释电红外传感器由传感探
热电 元
测元、干涉滤光片和场效
应管匹配器三部分组成。
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， 其极化产生正、负电荷,随 温度的变化而变化。
红外传感器的工作原理 热释电核心探头
热电元
Ｄ端接电源 正极，
Ｇ端接电源 负极，
Ｓ端为信号 输出
红外传感器的工作原理 热释电红外探头
热释电红外传感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换为电压 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。
(三)
1.热释电应用电路原理图 2.典型电路设计分析(一) 3.典型电路设计分析(二) 4.聚光系统---菲涅尔镜片
的原理和应用
热释电红外传感器工作电路原理图
常用放大电 路有哪些 ?
典型电路设计分析(一)
reture
具体电路应用设计分析(一)
[电路工作原理] 探头接收到人体释放的热释红外信号,经
(二)
1.光谱基础 2.人体辐射 3.热释电核心探头
红外传感器的工作原理
热释电红外传感器原理
热释电红外传感器原理1.热释电红外传感器的原理特性热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。
不同的是热释电红外传感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传感器在工艺上将两个特征一致的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。
热释电红外传感器在构造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换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。
热释电红外传感器由传感探测元、干预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电极，然后加电对其开展极化，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。
2.被动式热释电红外传感器的工作原理与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左右的红外线而开展工作的。
人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥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，这种元件在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，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。
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盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。
3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。
而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一样的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。
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热释电红外传感器简介
被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源，本身不向外界发射任何能量，而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射，因此才有被动式之称。
被动式红外探测器是利用热释电效应进行探测的。
被动式红外探测器又称为热释电红外探测器，其主要工作原理便是热释电效应。
热释电效应是指如果使某些强介电质材料(如钦酸钡、钦错酸铅P(zT)等)的表面温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料表面发生极化，即表面上就会产生电荷的变化，从而使物质表面电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出。
热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向有关的低频电信号。
当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时，其内部敏感材料的温度将升高，极化强度减弱，表面电荷减少，通常将释放掉的这部分电荷称为热释电电荷。
由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化，所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化，从而探测出红外辐射能量的变化。
红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上，这样红外探测器就可以探测到某一个立体探测空间内热辐射的变化。
当防范区域内没有移动的人体时，由于所有的背景物体(如墙壁、家具等)在室温下红外辐射的能量比较小，而且基本上是稳定的，所以不能触发报警器。
当有人体突然进入探测区域时，会造成红外辐射
能量的突然变化，红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢，经过后级比较器与状态控制器产生相应的输出信号U，送往报警器，发出报警信号。
红外探测器的探测波长为8~14um，人体的红外辐射波长正好处于这个范围之内，因此能较好的探测到活动的人体。
被动式红外探测器属于空间控制型探测器，其警戒范围在不同方向呈多个单波束状态，组成锥体感热区域，构成立体警戒。
由于被动式红外技术具有监测距离较远，灵敏度较高，节能价廉等优点，本课题采用红外探测器作为报警探测器，并在设计中增加了自动声光报警的功能，使报警系统更加趋于完善。
2 热释电红外传感器电路图
热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。
是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。
它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。
将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。
图2-3为热释电红外传感器的内部电路框图。
图1热释电红外传感器的内部电路框图
3 被动式热释电红外探头的工作原理及特性
人体的体温一般在37℃，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。
人体发射的红外线通过菲尼尔滤光增强后聚焦到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在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，经后续电路检测处理后就能产生报警信号民。
该探头具有如下特点：
(1)由于这种探头是以探测人体辐射为目标的，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，在它的辐射面通常覆盖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)被动红外探头的传感器包含两个互相串联的热释电元，而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，使其产生的释电效应相互抵消，因此探测器无信号输出。
(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，并被热释电元件接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理后即可报警。
(5)根据性能要求不同，菲尼尔滤光片具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密。