述热释电红外探测器的使用场合。

热释电红外探测器在安全防护系统中的应用研究

热释电红外探测器在安全防护系统中的应用研究
王松德，张栓记，朱小龙，杨杰慧
洛阳师范学院物理与电子科学系，河南洛阳４１２７０２
摘要利用人体发出的红外线，过热释电红外传感器的接收和放大，成具有一定电压幅度的控制信通形号，用这一控制信号去触发语音录放电路工作，就可制成具有自动控制功能的热释电红外探测语音录放系统。电路采用最新热释电红外探测模块与语音录放模块设计，当有人出现在热释电红外探测模块的探测范
红外感应元通常采用热释电元件，这种元件在接收到人
体红外辐射时，由于自身温度变化，致产生电荷，后续电导路经检测处理后就能产生所需的信号。］
作，播放事先录制好的警示语，醒人们注意，现对危险提实场所的无人值守式警戒＿。５】该装置为模块化结构，干扰能力强、低温、作稳抗耐工定和使用方便，探测距离＞１且可调，０ｍ适合在警戒系统中
维普资讯
第０年１１２２卷，期６６第１月０１
光
谱
学
与
光
谱
分
析
பைடு நூலகம்
Ｖ１６Ｎ．１ｐ２２２２ｏ２，ｏ１，０７０９．ｐ
Ｎｏｅｅ．２０ｖｍｂｒ０６
Ｓｅｔｏｃｐｎｐｃｒ１ＡｎｌｓｓｐｃｒｓｏｙａｄＳｅｔａａｙｉ
上辐射出在波长附近单位波长的能量（・ｃｗｍ・．）ｐｍ；

光电传感技术论文热释电探测器及其应用

光电传感技术论文热释电探测器及其应用This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.光电传感技术热释电探测器及其应用院系电子工程学院光电子技术系班级光信息0802姓名 xxxx学号 xxxxx班内序号08考核成绩摘要论述了热释电电探测器的结构及工作原理。

推导出热释电电流，电流响应率，电压响应率的解析表达式，介绍了热点是探测器的红外探测，图像装置及其他应用，推导了热点是探测器在线开关和离走开关的工作原理、电路设计及应用。

对热释电材料进行了分类，对热释电材料、热释电传感器、热释电探测器的性能作了介绍。

关键词热释电探测器、在线开关、离走开关、热释电材料。

热释电探测器是本世纪70年代迅速发展起来的新型探测器，这种探测器具有室温工作、不需制冷、光谱响应无波长选择性、探测度高等特点，现已广泛应用于入侵报警、火灾报警、气体分析、自动门风诸多领域。

1. 热释电传感器热释电探测器的结构由热释电晶体、电极、吸收层、底衬、FET和负载电阻组成．吸收层上方的硅窗口材料只允许特定波段的红外辐射入射到吸收层上．热释电探测器具有自极化效应，晶体处于低于Curie温度的恒温环境时，其自极化强度保持不变，即极化电荷面密度保持不变，这些电荷被空气中的带电离子中和，当红外辐射入射晶体，被晶体吸收后，晶体温度升高，自极化强度变小，即电荷面密度变小．这样，晶体表面存在多余的中和电荷，这些电荷以电压或电流的形式输出，该输出信号可用来探测辐射．相反，当截断该辐射时，晶体温度降低，自极化强度增大，有相反方向的电流或电压输出。

若在dt时间内，热释电晶体温度变化dAT所引起的极化强度变化为dP，则与极轴垂直的晶体表面产生的电流面密度可表达为dt T d dt J ∆==dp th w τ1>>（1） Td ∆dp 称热电系数，用P 表示，这样，J 可表示为 dt Td p J ∆= （2）入射辐射是角频率为w 的正弦调制光，功率幅度为0W ，该辐射可表示为()jwt e W t W 0=，探测器吸收率为n ．此时，探测器温度上升量T ∆由下式确定T G dt T d C e aW jwt ∆+∆=0（3）其中，C 为晶体的热容量，G 为晶体与周围环境的热导率，用Lap1ace 变换方法解方程并利用初始条件0=t ，0=∆T 得()jwte jwC G aW t T +=∆0（4）因此热释电晶体产生的电流可表示为jwtjwe jwC G pAaW dt T d pA I +=∆=0 （5）式中，A 为电极面积。

人体热释电红外传感器原理

人体热释电红外传感器原理
人体热释电红外传感器是一种检测人体红外辐射的传感器，其原理是基于人体的热释电效应。

当人体处于运动状态时，身体会产生一定的热量，这些热量会以红外辐射的形式散发出去。

人体热释电红外传感器通过检测这些红外辐射来感知人体的存在。

传感器的核心部件是一个热敏元件，通常是一组红外探测器。

当人体进入传感器的探测范围内时，红外辐射会被探测器吸收，从而使探测器的温度发生变化。

这种温度变化会被转换成电信号，进而被放大和处理，最终输出一个人体存在的信号。

人体热释电红外传感器具有高灵敏度、快速响应、低功耗等优点，广泛应用于安防、智能家居、自动化控制等领域。

但是，由于传感器只能检测到人体的热辐射，因此在环境温度变化较大或者存在其他热源干扰时，传感器的准确性可能会受到影响。

总之，人体热释电红外传感器是一种基于热释电效应的传感器，通过检测人体产生的红外辐射来感知人体的存在。

其工作原理简单、响应速度快、功耗低，是一种广泛应用于安防、智能家居等领域的传感器。

热释电红外传感器及其应用

热释电红外传感器及其应用
尚中锋 1，郭景华 2，祁明锋 1,2，范子亮 2
（.郑州炜盛电子科技有限公司，河南郑州 450001）
摘要：为有效解决电化学、气敏类传感器稳定性差、检测范围窄、易中毒、测量精度低等问题，研制了一种基于钽酸锂薄膜材料的热释电红外气体传感器。重点介绍了该气体传感器的工作原理及其结构设计，其结构采用双通道光路测量结构，分别为测量通道和参考通道，有效避免了光源波动和腔体污染对传感器造成的影响。该传感器具有结构新颖、简单可靠、测量范围宽、不中毒等特点，市场应用前景广阔。关键词：钽酸锂薄膜;热释电红外气体传感器;双通道结构;光源波动.
Abstract: In order to effectively resolve the problem of the electrochemical, gas type sensor, such as poor stability, narrow detection range, easy to poisoning and low accuracy etc.， a pyroelectric infrared gas sensor is developed based on lithium tantalate thin-film. The emphasis is paid on the working principle of the gas sensor and its design, its structure using two-channel optical measurement of the structure, respectively measuring channel and reference channel, effectively prevent the light source fluctuation and cavity impact of pollution on the sensor. The sensor has a novel structure, simple and reliable, wide measuring range, not poisoning etc., the market prospect is broad. Keyword: lithium tantalate thin films; pyroelectric infrared gas sensor; dual-channel structure; light fluctuations. 中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：

第六章、热释电红外传感器及其应用

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释电效应。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。当温度变化时，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，对外显示电性。若温度对时间的变化率为Dt/dt，极化强度PS 对时间的变化率为dPs/dt，它相当于外电路上流动的电流。射电极面积为A，则信号电压的大小为：
第六章、热释电红外传感器及其应用
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，它是通过目标与背景的温差来探测目标的。其响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。这种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性很强的探测器。因此广泛应用于各类入侵报警器，自动开关、非接触测温、火焰报警器等，目前生产有单元、双元、四元、180°等传感器和带有 PCB控制电路的传感器。常用的热释电探测器如：硫酸三甘钛（TGS）探测器、铌酸锶钡（SBN）探测器、钽酸锂（LiTaO3）探测器、锆钛酸铅（PZT）探测器等。
表10.1.1
TWH95系列控制电路内部设计有两个高阻抗输入低噪声运算放大器，其总增益限制在67dB之内，灵敏度可通过外接电阻进行调整。比较器为一个典型的窗口比较电路，其上下阈值经若干次选择后，确定出最佳门限值。其比较放大电路由内部4V稳压电路供电，设有温度补偿电路，因此增益不会随外界温度的变化而改变。这种电路能抑制热气团流动所产生的红外干扰，误报率低，其探测距离达12米以上。TWH95系列电路，均有使能控制端RD，该脚悬空时为自动状态，接入光控元件可使电路白天待机，晚上恢复自动工作。电路内部均有为PIR预热的开机自动延时电路，延迟时间为45 秒，使PIR预热后建立稳定的工作状态。内部还设置了输出延时系统电路，

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原理及应用

热释电红外传感器原理及应用(测控技术与仪器1002班，刘建军发)【摘要】：随着社会的发展，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以热释电红外传感器为核心的自动门系统就是其中之一。

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。

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、硫酸三甘铁等配合虑光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。

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。

【关键词】：热释电、红外线、自动控制、自动门。

1热释电红外传感器原理1.1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。

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。

1.2 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左右的红外线而进行工作的。

热释电红外传感器原理及其应用_孙华

红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光敏元件，根据红外传感器的工作原理，可分为热型和量子型两类。热型红外传感器也称热释电红外传感器（ＰＩＲ）或被动型红外传感器，热释电红外传感器是利用红外辐射的热辐射作用引起元件本身的温度变化，其探测率、响应速度都不如量子型传感器。但由于热释电红外传感器具有远红外线不受可见光影响，故可不分昼夜连续检测，由于被测对象自身发射红外线，故可不必另设光源。大气对某些特定波长（如８～１４μ ｍ）红外线吸收甚少，故具较易检测到等特点，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它类型传感器应用更为广泛。热释电红外传感器的缺点是接收灵敏度较低、响应速度较慢，故必须配用优良的光学透镜（如抛物镜、菲涅尔透镜等），才能达到较高的接收灵敏度和较快的响应速度。
而学生课外活动场所更是不容乐观，随着学校体育设施进一步向社会开放，在利益的驱使下，原本有限的活动设施更加减少。社区里缺乏适合学生活动场所和指导学生活动的社区体育指导员；仅有的健身器材也是为成年人量身定做的，根本不适合中学生的活动需求；社会上开放的体育场所十分的有限，能参加活动可能性不是很大，并且还有价格不菲的活动费用。
（３）学校体育场地设施的影响。随着经济的日益发展，越来越多的人涌向城市，使得原本拥挤的城市更加拥挤不堪。“袖珍式”的学校比比皆是，大多数中学体育场地、器材、设施都是场地面积狭小，不能满足体育的正常教学；场地条件较差，存在安全隐患，影响学生参加体育活动兴趣；器材设备不足，质量差且陈旧，大多数学校体育投资不足；设备器材竞技标准化、成人化，影响和制约了学生参与体育活动的兴趣和积极性。
警。我们还可以在三极管Ｖ２的集电极加装为指示灯选择开关Ｓ，选择
报警方式。

2020年国家开放大学电大《传感器与测试技术》形成性考核附答案

《传感器与测试技术》形考1-4形考作业一一、判断题（Y对/N错）1．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。

Y2．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。

Y3．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。

N4．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。

N5．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。

Y6．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。

Y7．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。

N8．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。

Y9．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。

Y10．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。

Y11．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。

Y12．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。

Y 13．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。

Y14．线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。

Y15．测量误差越小，传感器的精度越高。

Y16．传感器的灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比。

N17．传感器能检测到输入量最小变化量的能力称为分辨力，当分辨力以满量程输出的百分数表示时则称为分辨率。

Y18．测量转换电路首先要具有高精度，这是进行精确控制的基础。

N19．电桥是将电阻、电容、电感等参数的变化转换成电压或者电流输出的一种测量电路。

Y20．电桥有两种类型：直流电桥和交流电桥。

Y二、简答题1．传感器的输出信号通常可以分为哪两类？并举例说明。

答：1模拟式：传感器输出的是模拟电压量；2数字式：传感器输出的是数字量，如编码器式传感器。

2．传感器电路中常用的滤波器有哪些分类方法？答：模拟滤波器的选频作用，分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器；根据构成滤波器的元件类型，可分为RC、LC或晶体谐振滤波器；根据构成滤波器的电路性质，可分为有源滤波器和无源滤波器；根据滤波器所处理的信号性质，可分为模拟滤波器和数字滤波器。

人体热释电红外线传感器的原理和应用

人体热释电红外线传感器的原理和应用热释电人体红外线传感器是上世纪80年代末期出现的一种新型传感器件。

热释电红外传感器不受白天黑夜的影响，可昼夜不停地用于监测，广泛地用于防盗报警。

本文就热释电人体红外线传感器的基本原理及应用作以大致介绍：一、热释电人体红外线传感器的基本结构和原理热释电红外(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NipponCeramic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，大图1 热释电传感器实物图部分可以彼此互换使用。

热释电红外线传感器由探测元、滤光窗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。

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、能图2 双探测元热释电红外传感器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。

热释电红外传感器PIR原理教程ppt课件

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(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
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热释电红外传感器工作电路原理图
常用放大电路有哪些?
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典型电路设计分析(一)
reture
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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VT1、IC2两级放大,输入电压比较器 IC3。其中RP为参考电压调节电位器，用来调节电路灵敏度，也就是探测范围。平时，参考电压（IC3的（2）脚电压）高于IC2的输入电压（IC3的（3）脚电压），IC3输出低电平。
二.定性处理解决有无的问题
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红外传感器的工作原理人体辐射 ♣任何发热体都会产生红外线辐射的红外线波长跟物体温度有关。表面温度越高 ,辐射能量越强。 ♣最强波长和温度的关系满足λm*T=2989（um.k） ♣人体的正常体温为36~37.5。C ，其辐射的最强的红外线的波长为
9.67~9.64um，中心波长为 9.65um。
传感器只对移动或运动的人体、体温近似人体的物体起作用。
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红外传感器的工作原理
（1）人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出，见图（3C）。（2）人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。
13
径向移动反应最不敏感, 而对于横切方向 (即与半径垂直的方向)移动则最为敏感.
2
红外传感器在生活中的应用
3
红外传感器在生活中的应用 1.“有电，危险”安全警示电路用于有电的场合，当有人进入这些场合时，通过发出语音和声光提醒人们注意安全。 2.自动门主要用于银行、宾馆。当有人来到时，大门自动打开，人离开后又自动关闭。 3.红外线防盗报警器用于银行、办公楼、家庭等场合的防盗报警。 4.高速公路车辆车流计数器 5.自动开、关的照明灯，人体接近自动开关等。

热释电红外传感器

热释电红外传感器
一、引言
二、热释电红外探测器工作原典型应用四、热释电红外传感器的优缺点
五、结束语
一、引言
红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光敏元件，红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。热敏元件应检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件,用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。根据红外传感器的工作原理，可分为热型和量子型两类。
热释电红外传感器广泛应用于各种自动化控制装置中，既可作为红外激光的一种较理想的探测器，又可用于一般的家用防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域，还可用于宾馆、饭店、商场的门口来代替迎宾小等。其中最简单的一个利用就是红外报警器。红外报警器又称为被动式红外报警器。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。其组成简图如图3所示。
从结构图2上可以看出，红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有需要的特定光线进入，特定的红外光线通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。而在这里，光学滤镜的主要作用是只允许波长在特定的红外线(比如人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。
红外线热释电传感器的安装要求：正确的安装应满足下列条件： 1 、红外线热释电传感器远离空调, 冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方； 2、红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物； 3、红外线热释电传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。

2022国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末试题及答案(试卷号07)

2022国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末试题及答案（试卷号07）2022国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末试题及答案（试卷号：1107）一、单项选择题（12小题，每小题3分，共36分）1．电容式传感器是将被测量的变化转换成()变化的一种传感器。

A．电容量B．电感量C．介电常数D．霍尔系数2．下列属于磁电式传感器非线性误差产生原因的是()。

A．温度变化对传感器产生的影响B．传感器线圈电流产生的磁通对磁通产生影响C．传感器的补偿线圈产生的磁通对工作磁通产生影响D．光源变化对传感器产生的影响3．以下不属于压电式传感器的特点的是()。

A.体积小B．结构简单C．灵敏度低D．灵敏度高4．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的()间的电阻值。

A．覆盖片与被测试件B．基片与被测试件C．引线与被测试件D．覆盖片与基片5．利用()可制成半导体光敏电阻。

A．压电效应B．光电效应C．磁电效应D．滤波6.()是由一列MOS光敏元和一列移位寄存器并行构成的。

A.线阵CCD图像传感器B．面阵CCD图像传感器C．有源CMOS图像传感器D．无源CMOS图像传感器7．适合于使用红外传感器进行测量的物理量是()。

A.转速B．温度C．加速度D．流量8．超声波是()的一种，即是机械振动在弹性介质中的一种传播过程。

A．电磁波B．机械波C．表面波D．滤波9．在工业放射性同位素自动检测仪表中广泛采用的核辐射传感器为()。

A．电感式传感器B．磁电式传感器C．电离室D．霍尔元件10．()不属于虚拟仪器技术所具有的特点。

A．集成性强B．扩展性强C．开发时间长D．开发时间短11.线性度、重复性、精度和灵敏度属于传感器的()性能指标。

A．动态B．电源C．线圈D．静态12.交流电桥按照接入阻抗的形式不同主要分为纯电阻交流电桥、()交流电桥和电感式交流电桥。

A．平衡式B．静电式C．电压式D．电容式二、判断题（8小题．每小题2分，共16分）13.按磁场方式分类，磁电感应式传感器可分为变磁通式和恒磁通式两大类。

太阳星GH-903热释红外线探测器使用说明书

热释红外线探测器使用说明书　GH-903GH-903热释红外线探测器是根据人体红外光谱而工作,当人体在其接收范围内活动时,探测器输出报警信号,广泛用于银行、仓库及家庭等场所的安全防范。

GH-903热释红外线探测器是目前性能价格比较高的产品，实验证明在10~1000MHZ的高频干扰下，探测器均能可靠的工作，并对移动通讯有很强的抗干扰能力，电路设计采用计数脉动控制报警信号周期，根据使用情况，选择PCB上“PULSE”的1、3、5、端跳线，即可得到不同周期的报警信号。

一、安装：GH-903线外线探测器安装在室内高于2米的墙壁上或采用吸顶式安装，远离热源，接线排列应规则，探测器透镜前面不应有物体遮物，盖盒斜口面朝下，不应装反以免影响检测效果。

二、使用：检查接线无误，装好探测器盖盒，接通9-16V直流电源指示灯亮，经过1-2分钟后，指示灯熄灭，表示进入正常检测状态，此刻后，如有人再进入检测区，探测器输出报警信号同时指示灯亮。

（此为计数脉动选择在1端状态，选择不同的初始状态，可根据使用情况做合理选择）。

三、计数脉动选择：四、接线端口A&B：防拆开关输出端子C：－：直流电源负极D：+：直流电源正极E&F：NC．C继电器输出端子五、检测范围视图：六、主要技术规格：1、工作电压：9-16VDC.2、工作电流：17mA.3、传感器：P.I.R热释红外线4、计数脉动：1、2或35、报警器继电器输出：常闭干触点，最大切换50VDC，80Ma,6、防拆开关：常闭7、抗静电干扰：10KV8、工作温度：－１０℃－６０℃　９、探测范围：１２米Ｘ　１２米　本产品在正常使用的情况下（不包括人为损坏）保用五年，　使用寿命长，　灵敏度高，　外观豪华，　产品经久耐用。

　深圳市商斯达实业有限公司荣誉出品欢迎索取免费详细资料、设计选型指南和光盘、样品；产品繁多未能尽录，欢迎来电查询。

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光电传感技术论文热释电探测器及其应用

光电传感技术热释电探测器及其应用院系电子工程学院光电子技术系班级光信息0802姓名 xxxx学号 xxxxx班内序号08考核成绩摘要论述了热释电电探测器的结构及工作原理。

推导出热释电电流，电流响应率，电压响应率的解析表达式，介绍了热点是探测器的红外探测，图像装置及其他应用，推导了热点是探测器在线开关和离走开关的工作原理、电路设计及应用。

对热释电材料进行了分类，对热释电材料、热释电传感器、热释电探测器的性能作了介绍。

关键词热释电探测器、在线开关、离走开关、热释电材料。

热释电探测器是本世纪70年代迅速发展起来的新型探测器，这种探测器具有室温工作、不需制冷、光谱响应无波长选择性、探测度高等特点，现已广泛应用于入侵报警、火灾报警、气体分析、自动门风诸多领域。

1. 热释电传感器热释电探测器的结构由热释电晶体、电极、吸收层、底衬、FET 和负载电阻组成．吸收层上方的硅窗口材料只允许特定波段的红外辐射入射到吸收层上．热释电探测器具有自极化效应，晶体处于低于Curie 温度的恒温环境时，其自极化强度保持不变，即极化电荷面密度保持不变，这些电荷被空气中的带电离子中和，当红外辐射入射晶体，被晶体吸收后，晶体温度升高，自极化强度变小，即电荷面密度变小．这样，晶体表面存在多余的中和电荷，这些电荷以电压或电流的形式输出，该输出信号可用来探测辐射．相反，当截断该辐射时，晶体温度降低，自极化强度增大，有相反方向的电流或电压输出。

若在dt 时间内，热释电晶体温度变化dAT 所引起的极化强度变化为dP ，则与极轴垂直的晶体表面产生的电流面密度可表达为dt T d dt J ∆==dp th w τ1>> （1）Td ∆dp 称热电系数，用P 表示，这样，J 可表示为dt Td p J ∆= （2）入射辐射是角频率为w 的正弦调制光，功率幅度为0W ，该辐射可表示为()jwt e W t W 0=，探测器吸收率为n ．此时，探测器温度上升量T ∆由下式确定T G dt T d C e aW jwt ∆+∆=0 （3）其中，C 为晶体的热容量，G 为晶体与周围环境的热导率，用Lap1ace 变换方法解方程并利用初始条件0=t ，0=∆T 得()jwte jwC G aW t T +=∆0 （4）因此热释电晶体产生的电流可表示为jwtjwe jwC G pAaW dt T d pA I +=∆=0 （5）式中，A 为电极面积。

热释电传感器原理与应用

热释电传感器原理与应用一、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。

早在1938年，有人就提出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开发。

近年来，伴随着集成电路技术的飞速发展，以及对该传感器的特性的深入研究，相关的专用集成电路处理技术也迅速增长。

本文先介绍热释电传感器的原理，然后再描述相关的专用集成电路处理技术。

二、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，这种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。

通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。

当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，图1表示了热释电效应形成的原理。

能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电元件，其常用的材料有单晶（LiTaO3 等）、压电陶瓷（PZT等）及高分子薄膜（PV FZ等）[2]热释电传感器利用的正是热释电效应，是一种温度敏感传感器。

它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，元件两个表面做成电极，当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电压ΔV。

由于它的输出阻抗极高，所以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会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时，ΔT=0，传感器无输出。

当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有信号输出；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，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。

热释电红外传感器的结构及内部电路见图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。

《传感器与测试技术》往届试题

试卷代号：1107国家开放大学（中央广播电视大学）2017年秋季学期“开放本科”期末考试传感器与测试技术试题一、单项选择题（每小题4分，共40分）1．压电传感器的测量电路中前置放大器的作用有( )。

A．消除电缆电容对灵敏度的影响 B．减小测量误差 C．把传感器的高输入阻抗变换成低输入阻抗2．超声波的频率高，因而( )绕射现象小，方向性好，能够成为射线而定向的传播。

A．波长短 B．波长长 C．速度慢3．差动变压器属于( )。

A．电容式传感器 B．压电式传感器 C．电感式传感器4．以下( )是影响MOS传感器性能的首要问题。

A．暗电流 B．噪声 C．像素的饱和5．超声波换能器是超声波传感器中的一个核心部件，并以( )的应用最为广泛。

A．电动式换能器 B．压电式换能器 C．电磁式换能器6．( )被广泛应用在各种检测仪表中，特别是需要辐射和穿透力前的情况，如金属探伤、测厚以及测量物体的密度等。

A．a射线 B．7射线 C．X射线7．应变电阻材料本身的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数( )。

A．大 B．小 C．相等8．以下( )不属于虚拟仪器技术所具有的特点。

A．集成性强B．扩展性强 C．开发时间长9．利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管等。

A．外光电效应 B．压电效应 C．声光效应10．首先对红外辐射进行( )使恒定辐射变成交变辐射，不断地引起铁电体的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变信号。

A．调制 B．滤波 C．补偿二、填空题（每空2分，共10分）11．光电效应是指一束光线照射到物质上时，物质的电子吸收了光子的能量而发生了相应的____现象。

12.红外传感器是将一____的变化转换成电量变化的器件。

13．热释电探测器多用在____ 、被动式检测应用中。

14.超声波是频率比声波频率高的____波。

15.虚拟仪器技术是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的____来完成各种测试、测量和自动化的应用。