热释电红外传感器及其报警电路
热释电红外传感器原理及应用
１．３组合件的构造 因为探测器元件自身在使用时有探测距离短，
而且需要后电路等不容易使用的弱点，所以，目前在 销售一种红外组合件。红外组合件由：（１）热释电传 感器；（２）扩大探测范围、增高灵敏度的透镜；（３）电 放大、信号处理系统用的后电路；（４）防止因外界噪 声引起的错误动作使用的密封管壳（仅多功能组合 件）构成。这种构型小型化并且有多种功能。 １．４滤光镜材料
表４ 卧式电收尘与立式电收尘投资预算比较
卧式电收尘
投资，万
立式电收尘
投资，万
在生产能力较小的烘干机尾气收尘中，使用立 筒式超高压静电收尘要比采用卧式超高压静电收尘 器节省投资７２％，可省一次性投资近２０万元，这对 当前资金紧张的中、小型水泥厂来说是十分重要的。
使用烘干机废气除尘年运行总投人为１．８６万
另外，需指出的是，热释电效应产生的电荷不是 永存的，只要它出现，很快便会被空气中的单个离子 所结合。因此，用热释电效应制成的红外传感器，往 往在它的元件前面加机械式的周期遮光装置，以使 此电荷周期地出现。只有当测移动物体时可不用。 １．２热释电传感器的构造
热释电红外传感器由以下几部分构成：（１）具有
第２４卷第３期 ２００５年３月
煤炭技 术 Ｃｏａｌ Ｔｅｃｈ∞ｌｏ盯
Ｖ０１．２４。Ｎｏ．０３
Ｍ盯，嬲
热释电红外传感器原理及应用
彭丽静，宫世宽，李丽红
（鸡西矿业集团电力公司，黑龙江鸡西１５８１００）
摘 要：阐述了热释电红外传感器的结构及工作原理，并简要介绍了现在流行的红外组合件构造及滤光镜的使用。
最后，以用ｓＤ０２构成的热释电人体红外报警器为例介绍了热释电红外传感器的应用。
在热释电红外传感器的窗口上装有不同材料的 滤光镜，使不需要的红外线不能进入传感器。一般 热释电红外传感器在０．２—２０弘ｍ光谱范围内的灵 敏度是相当平坦的（并且不受可见光的影响）。由于 不同的检测（如医学或气体成分分析等），要求光谱 响应范围向狭窄方向发展，因此采用不同材料的滤 光镜（如锗、硅、聚乙烯等）使其有不同的用途。
热释电红外防盗报警器设计方案
热释电红外防盗报警器设计方案1.设计背景随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到了很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。
本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。
而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。
2.设计方案2.1方案比较方案一：由红外传感器、电源电路、放大电路、ADC数模转换电路、AT89S52单片机中央控制电路、复位电路、中断电路、报警电路等构成。
输入的红外信号由数模转换电路转换为电信号，低电平输入单片机，由单片机输出放大信号到报警电路，使蜂鸣器发出报警信号，而中断电路和复位电路可以对报警电路进行控制。
方案二：由热释电红外传感器接收电路、放大电路、复位电路、中断电路、电源电路、报警电路构成。
当热释电红外传感器检测的人体辐射的红外线后，由放大电路将信号放大后的低电平电信号输入单片机后，由单片机输出放大信号到报警电路，使蜂鸣器发出报警信号，而中断电路和复位电路可以对报警电路进行控制。
万案二：由红外传感器、电源电路、放大电路、BIS0001处理电路、AT89S52单片机中央控制电路、复位电路、中断电路、报警电路等构成。
输入的红外信号由数模转换电路转换为电信号，低电平输入单片机，由单片机输出放大信号到报警电路，使蜂鸣器发出报警信号，而中断电路和复位电路可以对报警电路进行控制。
综合比较方案二比较可行。
2.2方案论证以上三个方案大体相同，都是由检测电路、单片机、报警电路、复位电路、中断电路、声光报警电路组成，所用到的电路和器件不同可以决定它们的特性和实用性。
热释电红外传感器及其应用
1 延迟电路 由 CD4069 六反相器中的四个组成延迟电路。当有人在检测区并作一定的运动(或活动)， 则 9012 输出高电平，第 2 个反相器也输出高电平。此高电平经二极管 VD1 向电容器 C 快 速充电到接近 UC，则第 4 个反相器也输出高电平。电容器 C 上的电荷向 R 放电，由于 R 阻值较大，放电较慢，按图上的参数(C=220μF、R=10 2MΩ)，约经 12 分钟后 C 上的电压 才降到 1/2UC，使第 4 个反相器输出低电平。其波形如图 12(b)所示。改变不同的 R、C 可 获得不同的延迟时间，可根据要求选择。 该延迟电路的特点是它是一种累计型延时电路，即在延迟过程中又有脉冲输入，则延迟时 间会增加。例如延迟电路的延迟时间为 10 分钟，若在以后时间内有人在不断运动(或活动)， 则 1 脚会不断输入脉冲，延迟时间不断延长。 2 驱动电路 由三极管 9013 及继电器 K 组成驱动电路。当 CD4069 的 8 脚输出高电平时，9013 导通， 继电器 K 吸合，VD2 亮，常开触头闭合，给 220插座提供了电源。若是插上电灯(如用于 半暗厅)，则人在灯亮，人走后经一段延迟时间灯自灭。 继电器工作电压为 12V，触头容量与负载电流有关(触头工作电压要满足 220电压)。 结束语 以上电路仅供爱好者实验及制作。但要说明的是，因为热释电传感器检测的是温度，有 时小动物(猫、狗)进入检测区也会产生误动作。如果有条件可以设计成双鉴电路(如雷达探测 器)再加一个与门，则可提高可靠性，大大地减少误报的概率。 如果检测器与驱动电路分装两地，距离较远，则最好采用屏蔽线，以防止外界干扰而产生误 报。 读者也可以根据自己的要求或参考其它电路来实现有其它功能的防盗报警系统或自动化节 能装置。
实验八 热释电红外传感器实验
实验八 热释电红外传感器实验一 实验目的：了解热释电红外传感器基本原理和在实际中的应用二 基本原理：当已极化的热电晶体薄片受到辐射热时候，薄片温度升高，极化强度s p 下降，表面电荷减少，相当于”释放”一部分电荷，故名热释电。
释放的电荷通过一系列的放大，转化成输出电压。
如果继续照射，晶体薄片的温度升高到Tc(居里温度)值时，自发极化突然消失。
不再释放电荷，输出信号为零,见图8-1。
因此，热释电探测器只能探测交流的斩波式的辐射（红外光辐射要有变化量）。
当面积为A 的热释电晶体受到调制加热，而使其温度T 发生微小变化时，就有热释电电流。
dt dT APi ，A 为面积，P 为热电体材料热释电系数，dtdT 是温度的变化率。
8-1热释电效应图8-2 热释电实验接线图图8-3 成品实验接线图三需用器件与单元：光电器件实验（二）模板、主机箱、红外热释电探头、红外热释电探测器。
四实验内容：光电器件实验（二）模板分两部分，分为器件原理实验图（左），传感器实验图（右）1 原理实验（1）按图8-2接线：将红外热释电探头的三个插孔相应地连到实验模板热释电红外探头的输入端口上（红色插孔接D；蓝色接S；黑色接E），再将实验模板上的V CC+5V和“⊥”相应的连接到主控箱的电源上，再将实验模板的右边部分的探测器信号输入短接。
（2）打开主机箱电源，手在红外热释电探头端面晃动时，探头有微弱的电压变化信号输出，经两级电压放大后，可以检测出较大的电压变化，再经电压比较器构成的开关电路，使指示灯点亮。
观察这个现象过程。
现象：指示灯正常亮起2 传感器实验（1）红外热释电探测器有四个接线，按图8-3接线：将探头的1、3号线相应的连接到实验模板的+12V与“⊥”上，再将红外热释电探测器2、4号线分别接到实验模板的探测器信号输入端口上，再将实验模板的+12V和“⊥”接到主机箱+12V电源和“⊥”上。
（2）打开主机箱电源，需延时几分钟模板才能正常工作。
人体热释电红外感应电路bs0001
人体热释电红外感应电路TX0001人体热释电红外感应电路TX0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。
它和BISS0001芯片完全兼容，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。
它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。
TX0001完全兼容BIS0001，不但可以直接替代原用于BIS0001的场合，而且功耗更低，尤其是价格很有竞争力，以BIS0001为例，一般市场售价为3.6元，而TX0001价格可以做到2.2元，大批量价格另议。
感兴趣的客户可以购买样片进行测试，每次需支付15元的邮费。
特点*CMOS工艺*数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器*采用16脚DIP封装管脚图管脚说明工作原理TX0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。
不可重复触发工作方式下的波形首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。
然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。
由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V 时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。
COP3是一个条件比较器。
当输入电压Vc<VR(≈0.2VDD)时，COP3输出为低电平封住了与门U2,禁止触发信号Vs向下级传递；而当Vc>VR时，COP3输出为高电平，进入延时周期。
热释电红外控制电路
热释电红外控制电路CIR9803 功能叙述：●工作电压为4.0~5.5V (DC);●外接振荡电阻、电容；●外界有硫化镉（CDS）传感器，白天抑制输出；●输出可驱动继电器或可控硅；●内置两级运放，增益可调；●控制时间可调；●内置稳压输出3.1V直接驱动PIR；●集成过零检测，交流电源同步触发，降低电源污染；●DIP16或SOP16封装；工作温度：-20~70℃储存温度：-50~125℃主要用途:广泛用于照明控制、马达和电磁控制、防盗报警等领域。
脚位图:CIR9803 引脚说明：功能说明：1.PIR感应信号经内部放大，如果判断有触发，运放输出高电平。
这时候计时检测电路开始计时，计满一定内部时钟周期，跳变为高（可避免误触发）；2.CDS接内部施密特触发器，白天CDS阻值低，施密特反相器输出为低，抑制输出；天暗则相反，施密特反相器输出为高；3.过零检测在交流电源过零时产生过零脉冲。
在1、2、3同时为高时，输出控制器输出正脉冲，控制外电路；4.PIR与IC引线越短越好，以免引入噪声干扰；5.采用阻容降压，应选用正品电路，注意安全，可适当增加保护元器件或电路；6.在1所述情况下的计时期间，CDS触发信号不起作用；7.PIN6所接R、C决定IC内部时钟，F=（1+20%）/1.1RC，TRIAC触发时间宽度为2/F；8.PIN8所接R、C决定IC内部定时器的周期，频率同样满足要求7所示的计算公式。
调节R、C可以输出控制的时间长短，根据应用实际要求而定；电气参数：时序图：注意：(1)比较器输出的信号必须大于768个TB周期，才会被系统接受，否则视为无效。
(2)TRIAC及RELAY输出Active持续的时间为245760个TC周期，若在Active期间又受到PIR再次触发，则Active持续时间重新计算，直至结束。
PIN8脚延时触发时间配置：参数延时触发时间R=10K C=332 10SR=47K C=332 34SR=100K C=332 108S控制断电器应用图：R11=470K控制可控硅应用图：R11=470K。
热释电传感器报警电路.
课程设计说明书课程设计名称：模拟电路课程设计课程设计题目：热释电传感器报警电路学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：学号：姓名：评分：教师：2016 年 4 月29 日模拟电路课程设计任务书2015－2016学年第 2学期 第 7 周－ 9 周注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
题目热释电传感器报警电路内容及要求采用热释电传感器RE200B 设计电路，当有人接近传感器时，热释电传感器报警电路发出报警，无人接近时不报警，报警距离为2m 。
进度安排第7周：查阅资料，学习仿真软件，确定方案，完成原理图设计及仿真； 第8周：领元器件、仪器设备，制作、焊接、调试电路，完成系统的设计； 第9周：检查设计结果、撰写课设报告。
学生姓名：方倡廉、莫图源 指导时间：周一、周三、周四、周五 指导地点：E610室任务下达 2016 年4月11日任务下达2016 年4月29日考核方式 1.评阅 □√ 2.答辩 □ 3.实际操作 □√ 4.其它□ 指导教师刘敏 系（部）主任 徐新河摘要随着近几年我国电子技术的不断发展，许多原先的高端电子产品也逐渐步入人们的生活。
现在低廉的价格热释电红外传感器得到了很大的普及。
原本用于感应门的热释电红外传感器也进入了人们的生活安全保障中。
本次实验模拟设计了热释电传感器报警器。
传感器采用的型号为re200b，并配上其专用的芯片biss0001进行调试。
Re200b在感受到周围有人体红外的移动的同时会输出一个高电平到biss0001，同时由于9号引脚接入了大电阻固定输入高电平，biss0001检测到信号会输出高电平触发蜂鸣器。
经过分析，准备，调试后，本次的电路设计达到了课程设计的要求。
关键字：re200b、biss0001、报警、蜂鸣器目录第一章系统组成及工作原理 (1)1.1系统设计方案选择 (1)1.1.1方案一 (1)1.1.1方案二 (2)第二章电路设计 (3)2.1热释电传感器 (3)2.2BISS0001 (4)2.3报警电路 (5)第三章实验原理图及实验调试 (6)3.1实验原理图 (6)3.2实验调试 (7)第四章结论 (8)参考文献 (9)第一章系统组成及工作原理1.1 系统设计方案选择1.1.1方案一图1.1 方案一系统图示热敏电路：此电路主要由一个定值电阻（10k）及热敏电阻组成，两个电阻串联接于5V直流稳压电源上（顺序依次为VCC-热敏电阻-A脚输出电压-定值电阻-接地），在两个电阻之间接与门芯片的输入端A端。
热释电红外传感器的原理
热释电红外传感器的原理热释电红外线(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。
如下图所示为热释电红外传感器的内部电路框图。
热释电红外传感器的内部电路框图本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。
其工作电路原理及设计电路如下图所示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。
当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。
热释电红外传感器原理图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104M Ω，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电极，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。
热释电红外探测器的工作原理
热释电红外探测器的工作原理报警电路中通常采用双探测元热释电红外传感器,其结构示意图如图所示。
该传感器将两个特性相同的热释电晶体逆向串联,用来防止其他红外光引起传感器误动作。
另外,当环境温度改变时,两个晶体的参数会同时发生变化,这样可以相互抵消,避免出现检测误差。
该传感器使用时, D端接电源正极, G端接电源负极, S端为信号输出。
被动式红外报警器的组成框图:电路原理：当红外警戒区内无移动物体时,传感器无输出信号,报警电路不工作;当有人闯入警戒区时,只要人体移动,其辐射出的红外线便会被热释电红外传感器所接收,并输出微弱的电信号。
该信号经运算放大器放大后,会输出一个较强的电信号。
再输送给双限电压比较器。
当A2输出的电压>A3的基准电压时, A3 输出高电平;当A2输出的电压<A4 的基准电压时, A4也输出高电平。
这个高电平信号经反向器7变成低电平信号,作为单稳态触发器555的触发信号。
单稳电路触发翻转后,输出高电平,驱动三极管导通报警电路发出警报。
电路中的旁路电容可以起到防止干扰的作用。
LF347Features Description• Low input bias current The LF347 is a high speed quad JFET input operational • High input impedance amplifier. This feature high input impedance, wide• Wide gain bandwidth: 4 MHz Typ.bandwidth, high slew rate, and low input offset voltage and• High slew rate: 13 V/∝ s Typ.bias current. LF347 may be used in circuits requiring highinput impedance. High slew rate and wide bandwidth, lowinput bias current.Parameter Symbol Value Unit Supply Voltage V CC± 18V Differential Input Voltage V I(DIFF)30V Input Voltage Range V I± 15V Output Short Circuit Duration-Continuous-Power Dissipation P D570mW Operating Temperature Range T OPR0 ~ + 70︒ C Storage Temperature Range T STG-65 ~ + 150︒ C74LS0074LS00从属于TTL 门系列.它是一个内部含有四个双输入的与非门芯片.其14脚接+5v 电压;7脚地;当 AB 都为高电平"1"时输出为高电平"0";当AB 都为低电平"0"时输出为高电平"1"；当AB 异同时:即,一个为低电平"0"一个为高电平"1"时输出为高电平"1"555定时器它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc 32和Vcc 31。
红外热释电检测电路设计
红外热释电检测电路设计
用给定的设计部分套装元件，按要求设计出电路，画出PROTEL 电路图，并在面包板上焊接调试出来。
设计要求：按遥控器（平台/小遥控器）
①所设计电路的供电电源由通过组装板的继电器JK2控制输入，继电器吸合电源接通，继电器释放电源断开。
②所设计电路主要实现检测人体移动并发出一段时间的报警信号，检测传感器用热释电传感器器件，信号放大和处理用LM324运放。
③电路中加入光线检测电路，光强时信号触发无效，报警电路不工作，光暗时信号触发有效，报警电路正常工作。
④报警发生元件选择蜂鸣器，每次有效触发报警时间大于5秒。
图4-15 红外热释电检测电路设计电路图
LM324四运放分别构成IC（A）、IC（B）两级高倍放大器，原理见2.2节(10)热释电红外线传感器检测单元电路。
IC（C）为比较器，光敏电阻Rd与Rw3的分压构成比较电压。
Rd随光强增加而阻值下降，其暗电阻为2MΩ；在通常光照下，其亮电阻为100kΩ左右，故比较电压的大小受光照调节，随光强增加比较电压升高。
传感器课程设计-红外热释电报警电路[1]1
![传感器课程设计-红外热释电报警电路[1]1](https://img.taocdn.com/s3/m/2848490403d8ce2f006623c2.png)
传感器课程设计热释电红外防盗报警电路系别：电子工程系姓名：刘迅学号：0501090220专业年级：电子信息工程技术0902指导教师：韩艳赞设计任务书设计目的与要求1.通过设计，进一步掌握传感器的原理与应用，熟悉传感器的测量电路的设计方法。
达到根据设计要求，能借助参考书和网络查阅相关资料，独立完成设计任务。
2.培养学生分析问题和解决实际问题的能力。
设计相关的技术文件3.熟悉有关资料。
4.确定设计方案，绘制测量电路原理图。
5.编写设计说明书，5000字以上：6.设计思想与方案论证；7.系统工作原理说明；8.电路计算；电路元器件计算与选择；元器件明细表。
设计任务运用已经学过的知识和上网、图书等资料设计一个热释电红外防盗报警电路，以适应安防技术的发展，把学过的理论知识和具体实际相结合，以达到理论结合实际的目的。
摘要现在很多小区都安装了智能报警系统, 因而大大提高了小区的安全程度, 有效保证了居民的人身财产安全。
由于红外线是不可见光, 有很强的隐蔽性和保密性, 因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路，LED显示组成，热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件。
它是一种被动式红外报警探测器，只需要提供它工作电压，它就可以把在感应到人体的红外信号后将其转变为电信号输出以供信号处理部分使用。
目前，国内市场上的防盗报警器大部分是国外品牌，国内防盗报警产品厂商发展时间比较短，真正取得长足发展也是在2000年以后，特别是在2004年国内有些厂商迅速成长，投资规模和企业规模都在迅速发展和扩大。
热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标发出的红外辐射来探测目标的。
其相应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽、灵敏度与波长无关，容易使用。
热释电红外报警电路
【设计题目】热释电红外报警电路【设计要求】1、设计一热释电红外报警电路实现下述功能，当人靠近热释电红外传感器时电路开始报警并且人离开后电路依然延时报警一段时间，实现报警功能。
2、对设计的报警电路实现仿真与实际电路的制作。
【设计过程】1.【设计方案及论证】热释电红外传感器的原理特性：热释电红外传感器是基于热电效应原理的热电型红外传感器，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｡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。
热释电红外传感器由传感探测元､干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成｡热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制､接近开关､遥测等领域｡用它制作的防盗报警器具有如下特点:●不需要用红外线或电磁波等发射源｡●灵敏度高､控制范围大｡●隐蔽性好,可流动安装｡图1. 热释电红外传感器的结构示意图方案一：将热释电红外传感器输出信号经过LM358集成运放进行一级放大，并把输出信号输入窗口比较器进行比较，比较器中通过加电阻用作参考电压。
再次输出高低电平信号作为555定时器组成的脉冲单稳电路的触发信号。
再通过这一信号控制报警电路，实现报警和延时功能。
方案二：利用热释电红外传感器专用处理芯片BISS0001制作，它是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路，只需加少量外围电路就能实现对热释电传感器输出信号进行放大比较以及延时处理，能方便的控制后续报警电路实现报警功能。
图2. 方案二的原理框图比较方案一、二我们不难发现方案二中电路简单但是其中所用芯片BISS0001目前我们无法进行电路仿真因此不符合电路设计要求。
综合考虑以上二种方案我们选择了方案一。
方案电路图如下：图3.设计方案电路图2.【元器件选择及其参数计算】3.2.1元器件选择：2.1.1电源部分：由于本系统仅需5V直流电源所以我们选择实验室常用的三端稳压芯片7805制作5V直流电源。
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。
传感器课程设计红外热释电报警电路
01
被动式红外热释电传感器
被动式传感器不需要额外的红外光源，仅依靠环境中的自然红外辐射进
行工作。其优点是结构简单、成本低廉；缺点是容易受到环境温度和背
景辐射的影响，误报率较高。
02
主动式红外热释电传感器
主动式传感器通过发射红外光并接收反射回来的光信号来检测目标。其
优点是探测距离远、抗干扰能力强；缺点是需要额外的红外光源，增加
红外热释电报警电路设计与实现
01
成功设计并实现了基于红外热释电传感器的报警电路，能够准
确检测人体活动并触发报警。
传感器性能优化
02
通过调整传感器参数和电路结构，提高了传感器的灵敏度和抗
干扰能力。
系统集成与测试
03
将红外热释电报警电路与其他相关模块进行集成，并进行了全
面的测试，验证了系统的稳定性和可靠性。
02
红外热释电传感器原理及特性
工作原理介绍
热释电效应
当红外热释电传感器受到红外辐 射时，其内部的热释电材料会产 生温度变化，进而产生电荷，实 现红外辐射到电信号的转换。
信号处理
传感器输出的微弱电信号需要经 过放大、滤波等处理，以便后续 电路能够准确识别。
主要特性参数分析
探测距离
红外热释电传感器的探测距离 因型号和制造工艺的不同而有 所差异，一般从几米到几十米
01
02
主程序循环
```c
03
void loop() {
关键功能代码片段展示
01
// 不断检测人体移动
02
check_movement();
03
// 延时以降低功耗和避免过度 敏感
关键功能代码片段展示
关键功能代码片段展示
RE200B热释电红外传感器及电路说明
RE200B热释电红外传感器及电路说明热释电红外传感器（人体红外感应模块）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。
它目前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，其检测距离最大可超过7m。
这是两款采用红外专用芯片BISS0001芯片(进货批次不同,型号有可能不同,有BISS0001,LP0001,CA0001等,功能完全相同,不分型号,随机发货。
)设计的人体传感模块，它最大的优点是性能稳定可靠。
模块线路板尺寸33mm*28mm，透镜直径只有13毫米，模块厚度20毫米，体积更小，更容易嵌入其他设备。
模块采用低功耗稳压器件7133A-1，可以保证在很宽的输入电压下稳定提供3.3V的工作电压，确保模块能正常工作。
热释电红外传感器及其报警电路.
热释电红外传感器及其报警电路
日期: 2010-4-10 22:20:30 浏览: 0 来源: 学海网收集整理作者: 佚名
摘要:概述了红外辐射的知识、热释电红外传感器的结构和工作原理。
利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路 ,分析了该电路的功能和工作原理。
热释电红外传感器具有很多的优点 ,在防盗、警戒等装置中应用较广。
关键词:热释电红外传感器;被动式红外报警电路;菲涅尔透镜
引言
随着社会的进步 ,人们对家居生活安全性的要求也越来越高 ,各种防盗探测器应运而生。
由于红外线是不可见光 ,有很强的隐蔽性和保密性 ,因而在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
此外 ,随着半导体技术和新型材料的发展 ,热释电红外探测器的防误报能力、控制范围与可靠性都有了很大程度的提高 ,可以满足多数环境下的使用要求 ,因此 ,在防盗、报警、安全、自动控制等方面 ,热释电红外传感器比其他类型的传感器应用更为广泛。
......。
CS9803GP是为热释电红外传感器配套设计的专用集成电路
CS9803GP是为热释电红外传感器配套设计的专用集成电路，采用CMOS工艺制造。
其外围器件大大减少，节约了空间和成本及调试时间，提高整机可靠性，可广泛应用于照
五、功能说明
● PIR感应信号经内部放大，如果判断有触发，运放输出高电平。
这时候计时检测电路开始计时，计满一定内部时钟周期，跳变为高（可避免误触发）。
● CDS接内部施密特触发器，白天CDS阻值低，施密特反相器输出为低，抑止输出；天暗则相反，施密特反相器输出为高。
●过零检测在交流电源过零时产生过零脉冲。
在1，2，3同时为高时，输出控制器输出一正脉冲，控制外电路。
● PIR与IC引线越短越好，以免引入噪声干扰。
●采用阻容降压，应选用正品电路，注意安全，可适当增加保护元器件或电路。
●在1所述情况下的计时期间，CDS触发信号不起作用。
● PIN6所接R、C决定IC内部时钟。
F=（1±20%）/1.1RC。
TRIAC触发时间宽度为2/F。
● PIN8所接R、C决定IC内部定时器的周期，频率同样满足要求7所示的计算公式。
2.用于继电器控制。
热释电人体红外线传感器的原理和应用
热释电人体红外线传感器的原理和应用卿太全热释电红外线传感器的工作原理热释电红外线传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。
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。
将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动览测等。
（1）热释电红外线传感器应用电路图如下：主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。
在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。
由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。
为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10~20米范围内人的行动。
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。
人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。
一、热释电人体红外线传感器的基本结构和原理热释电人体红外线传感器（以下简称：传感器）由敏感单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成。
1.敏感单元对不同的传感器来说，敏感单元的制造材料有所不同。
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自动控制文章编号:1009-9441(2007)10-0016-02热释电红外传感器及其报警电路□□程素平 (山西建筑职业技术学院,山西太原 030006)摘 要:概述了红外辐射的知识、热释电红外传感器的结构和工作原理。
利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。
热释电红外传感器具有很多的优点,在防盗、警戒等装置中应用较广。
关键词:热释电红外传感器;被动式红外报警电路;菲涅尔透镜中图分类号:TP732.2;X924 文献标识码:B引言随着社会的进步,人们对家居生活安全性的要求也越来越高,各种防盗探测器应运而生。
由于红外线是不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因而在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
此外,随着半导体技术和新型材料的发展,热释电红外探测器的防误报能力、控制范围与可靠性都有了很大程度的提高,可以满足多数环境下的使用要求,因此,在防盗、报警、安全、自动控制等方面,热释电红外传感器比其他类型的传感器应用更为广泛。
1 热释电红外探测器的分析1.1 红外辐射概述在自然界中,任何高于绝对温度(-273℃)的物体都能够产生红外光谱,红外光的波长范围在0.76～1000μm,红外光谱学中将1～15μm称为近红外波段;15～50μm为中红外波段;50～1000μm 为远红外波段。
温度不同的物体,其释放的红外光的波长就不同,因此,红外光的波长与物体温度的高低是相关的。
由于红外辐射与物质相互作用时产生了热效应,能将肉眼看不见的红外辐射转变为可测量的物理量,依据这一原理,可做成红外辐射探测器。
1.2 热释电红外探测器的结构热释电红外传感器的结构如图1所示,通常由热释电晶体、氧化膜、滤光镜片、结型场效应管FET 和电阻等部分组成。
热释电晶体一般采用PZT或其他压电晶体材料,将敏感材料PZT的上、下表面做成电极,并在其上表面上加1层黑色氧化膜,以提高转换效率。
在管壳顶端装有滤光镜片,它可以阻止不需要的红外线或其他光线进入传感器。
防盗报警系统中的热释电传感器采用的滤光片厚度为8～14μm,而人体辐射的红外线波长在10μm左右,因此,该传感器能敏锐地探测到是否有人进入了禁区。
由于热释电传感器的输出阻抗极高,而输出电信号微弱,故在其内部装设场效应管(FET)及偏置电阻,以进行信号放大及阻抗匹配。
图1 热释电传感器的结构1.3 热释电红外探测器的工作原理热释电红外传感器内部的热释电晶体具有极化现象,并且随温度的变化而变化。
当恒定的红外辐射照射在探测器上时,热释电晶体温度不变,晶体对外呈电中性,探测器没有电信号输出,因而恒定的红外辐射不能被检测到。
当交变的红外线照射到晶体表面时,晶体温度迅速变化,这时才发生电荷的变化,从而形成一个明显的外电场,这种现象称为热释电效应。
由于热释电晶体输出的是电荷信号,不能直接使用,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N沟道结型场效应管接成共漏形式(即源极跟随器)来完成阻抗变换。
报警电路中通常采用双探测元热释电红外传感器,其结构示意图如图2所示。
该传感器将两个特性相同的热释电晶体逆向串联,用来防止其他红外光引起传感器误动作。
另外,当环境温度改变时,两个晶体的参数会同时发生变化,这样可以相互抵消,避免出现检测误差。
该传感器使用时,D端接电源正极,G端接电源负极,S端为信号输出。
图2 双探测元热释电红外传感器结构示意图2 被动式红外报警器的结构原理2.1 被动式红外报警器的组成框图被动式红外报警器的组成如图3所示。
物体射出的红外线先通过菲涅尔透镜,然后到达热释电红外探测器。
这时,热释电红外探测器将输出脉冲信号,脉冲信号经放大和滤波后,由电压比较器将其与基准值进行比较,当输出信号达到一定值时,报警电路发出警报。
图3 被动红外报警器的组成框图菲涅尔透镜是根据法国物理学家FRES NE L 发明的原理,采用PE (聚乙烯)材料压制而成的。
菲涅尔透镜是多焦距的,因而其各个方向与不同距离对光线的灵敏度能保持一致。
透镜与热释电红外探测器配合,可以提高传感器的探测范围。
实验证明,如果不安装菲涅尔透镜,传感器探测距离为2m 左右,而安装透镜后有效探测距离可达10～15m ,甚至更远。
这是因为移动的人体或物体发射的红外线进入透镜后,会产生交替出现的红外辐射“盲区”和“高敏感区”,从而形成一系列光脉冲进入传感器,该光脉冲会不断地改变热释电晶体的温度,使其输出一串脉冲信号。
假如人体静止站立在透镜前,传感器无输出信号。
图4为菲涅尔透镜检测示意图。
图4 菲涅尔透镜检测示意图2.2 电路原理图根据图3被动式红外报警器的组成框图,本文设计了一种新型红外报警电路,其工作原理图如图5所示。
图5 红外报警器工作电路 该电路采用P288型热释电红外传感器作为敏感元件,能以非接触方式检测出人体辐射出的红外能量,并将其转化为电信号输出。
该传感器外接12V 电源,内部装有菲涅尔透镜,检测区域为球形,有效警戒距离为12～15m ,方向角为85°。
当红外警戒区内无移动物体时,传感器无输出信号,报警电路不工作;当有人闯入警戒区时,只要人体移动,其辐射出的红外线便会被热释电红外传感器所接收,并输出微弱的电信号。
该信号经运算放大器A1和A2放大后,会输出一个较强的电信号。
再输送给由A3和A4组成的双限电压比较器。
经过计算可知,该比较器的两个门限电压分别为2.9V 和7.4V,当A2输出的电压>A3的基准电压7.4V 时,A3输出高电平;当A2输出的电压<A4的基准电压2.9V 时,A4也输出高电平。
这个高电平信号经反向器A5变成低电平信号,作为单稳态触发器I C1的触发信号。
单稳电路触发翻转后,输出高电平,驱动三极管T1导通,继电器K1工作,其常开触点K1-1闭合,报警电路发出警报。
电路中的旁路电容可以起到防止干扰的作用。
电路中的单稳触发器组成延时电路,延时时间由R 17和C 8确定,按照电路给定的参数可以计算出,延时时间为10s 。
当低电平触发单稳电路翻转,进入暂稳态后,报警电路工作,报警时间大约10s 。
被动红外传感器对人体的敏感程度与人的运动方向有很大关系,它对于径向的移动反应极不敏感,而对于横切方向(即与半径垂直的方向)的移动则极为敏感。
使用时,应选择合适的安装位置,避免红外探头误报,以获得最佳的检测灵敏度。
(下转第31页)水剂,其性能指标分别为:含固量35%,减水率26%,Na2S O4含量2.0%,pH值7.5。
3 耐热混凝土的配合比试配及确定耐热混凝土的配合比不仅要满足耐热性能的要求,还必须满足强度与施工性能的要求。
本着在保证混凝土强度及施工性能的前提下,尽量减少水泥用量、降低水灰比。
经过大量的试配试验和试验结果分析,选出了符合设计要求的最佳配合比。
耐热混凝土的配合比及试验结果见表4。
表4 耐热混凝土的配合比及试验结果材料用量/(kg/m3)抗压强度/MPa水泥矿粉高铝粉细骨料粗骨料外加剂水烘干1)残余2)常温3) 3609010064396413.523033.214.335.6 1)烘干抗压强度:耐热混凝土试块在常温下养护7d后,以(20～30)℃/h的烘干升温速度,在(110±5)℃条件下烘干8h,自然冷却至室温后的抗压强度;标准要求烘干强度≥设计强度等级;2)残余抗压强度:耐热混凝土试块在常温下养护7d后,以(20～30)℃/h的烘干升温速度,在(110±5)℃条件下烘干8h,自然冷却至室温后,放在加热炉中以≮150℃/h的升温速度升至极限温度,恒温4h后自然冷却,将冷却试样放在干燥空气中养护10d后的抗压强度;标准要求残余强度≥30%烘干强度;3)常温抗压强度:耐热混凝土试块在常温下养护28d后的抗压强度。
由表4可以看出,拌制混凝土的烘干抗压强度、残余抗压强度及常温抗压强度均达到了设计要求。
采用此配比拌制的混凝土的和易性、粘聚性良好,出机坍落度为160mm,拌合物的性能符合泵送施工的要求。
现场共留置5组混凝土试块,试块强度全部合格,且试验结果的离散性很小,完全符合设计要求。
现场留置试块的抗压强度见表5。
表5 现场留置试块的抗压强度M Pa 试块组号12345平均值烘干抗压强度30.628.429.230.131.029.9残余抗压强度12.210.911.311.612.411.7常温抗压强度32.430.431.233.033.632.14 耐热混凝土生产质量控制为了保证耐热混凝土的质量,除了要严格执行配合比以外,还应注意以下几个方面的问题:(1)耐热骨料中严禁混入石灰石等普通混凝土用的石子。
(2)严格控制混凝土的水灰比,在生产及施工过程中不得随意加水。
(3)由于粗细骨料的保水性差,浇注过程中要分层浇注,振捣要均匀且时间不宜过长,避免出现泌水、离析的现象。
4 结语该工程混凝土浇注完毕并交付使用后,通过观察未出现任何问题,使用效果良好。
说明该耐热混凝土的所选材料及配合比是可行的,取得了良好的经济效益,也为今后类似混凝土工程的施工积累了经验。
参考文献:[1]赵述智,王忠德.实用建筑材料试验手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.[2]郭运杰,王元光,王旭斌.耐热混凝土的试验研究与工程应用[J].广东土木与建筑,2004,(6):44-45.作者简介:卢伟杰(1979-),男,山东莱州人,助理工程师, 2003年7月毕业于济南大学材料科学与工程专业,现从事混凝土研究与施工工作。
收稿日期:2007-08-28(编辑 郭毅伟) (上接第17页)3 结语被动红外探测器的特点是不需要附加红外辐射光源,因而使用简单、方便。
双元探测器的使用,提高了系统的可靠性。
对于小老鼠等小动物,由于其仅能在其中一部分元件上产生信号,一般不会触发报警。
所以,该传感器可以应用在较复杂的环境中,不会发生误报。
目前,热释电红外探测器不仅可以用于被动红外报警器中,还可以用于自动控制、接近开关、遥测等其他领域。
参考文献:[1]吴英才,林华清.热释电红外传感器在防盗系统中的应用[J].传感器技术,2002,21(7):47-48.[2]徐旻.电子基础与技能[M].北京:电子工业出版社,2006.[3]黄继昌,乔苏文,张海贵,等.实用报警电路[M].北京:人民邮电出版社,2005.作者简介:程素平(1971-),女,山西洪洞人,讲师、硕士, 1994年7月毕业于太原理工大学电力系统及其自动化专业,2007年6月研究生毕业于山西大学无线电物理专业,现从事机电专业的教学工作。
收稿日期:2007-09-10(编辑 郝卫明)。