☆热释电红外传感器性能测试实验

应用物理实验　
热释电红外传感器性能测试实验
热释电红外传感器主要由滤光片、ＰＺＴ热电元件、结型场效应管ＦＥＴ及电阻、二极管组成。

其中滤光片的光谱特性决定了热释电传感器的工作范围，本仪器所用的滤光片对５µｍ以下的辐射具有高反射率，而对于从人体发出的红外辐射则有高穿透性。

传感器接收到红外辐射信号后就有电压信号输出。

　
通过将菲涅尔透镜装在热释电红外传感器探头上，测量最大的探测距离和探测角度，了解热释电红外传感器的结构和工作原理，加深对菲涅尔透镜作用的了解。

热释电传感器实验仪V1.0

热释电传感器实验仪实验指导书目录第一章热释电传感器实验仪说明 (2)产品介绍： (2)第二章实验指南 (4)一、实验目的 (4)二、实验内容 (4)三、实验仪器 (4)四、实验原理 (4)五、注意事项 (6)六、实验操作 (7)七、实验思考题 (10)八、实验测试点说明 (10)热释电传感器实验仪实验指导书第一章热释电传感器实验仪说明产品介绍：热释电探测器因具有光谱响应范围宽，较大的频响带宽，在室温下无需致冷，可以有大面积均匀的光敏面，不需偏压，使用方便等特点，而得到广泛应用。

本实验仪通过利用热释电传感器组建红外报警系统，达到了解和掌握热释电传感器的原理及使用方法的目的。

实验分为原理性实验和热释电红外报警器成品实验。

相关参数：1、热释电传感器灵敏元面积： 2.0×1.0mm2工作波长：7-14μm平均透过率：＞75%输出信号：＞2.5V工作电压：2.2-15V工作电流：8.5-24μA源极电压：0.4-1.1V工作温度：-20℃- +70℃保存温度：-35℃- +80℃视场：139°×126°2、菲涅尔透镜外径：Φ23 内径Φ20焦距：10.5mm感应角度：100°感应距离：5m（可调）3、热释电报警器传感器：低噪音高灵敏度双元矩形红外启动时间：通电60 秒检测速度：0.2－7米/秒灵敏度：二级可调保护范围：12米110゜警报指示：LED指示灯亮保持3秒4、报警指示：声音、光第二章实验指南一、实验目的1、了解热释电传感器的工作原理及其特性2、了解并掌握热释电传感器信号处理方法及其应用3、了解并掌握超低频前置放大器的设计二、实验内容1、热释电传感器系统安装调试实验2、热释电传感器信号处理实验（1）超低频放大电路实验（2）窗口比较电路实验（3）延时开关量输出实验（4）延时时间控制实验3、热释电传感器响应距离特性实验4、成品热释电报警器安装调试实验三、实验仪器1、热释电传感器实验仪一台2、红外热释电报警器一个3、红外热释电探头一个4、支架一套5、2＃迭插头对若干6、电源线 1根7、万用表 1台四、实验原理1、热释电探测器简介热释电探探器是一种利用某些晶体材料自发极化强度随温度变化所产生热释电传感器实验仪实验指导书的热释电效应制成的新型热探测器。

基于热释电红外传感器探测距离影响因素的研究

ｒｄｓｎｏｅｅｔｎｓｓｍｎＲｓｎｌｒｔｄｅ．ＴｈｙｏｌｃｒｎｒｅｅｓｒｓｇａｓａｅｔｄｂｅｐｒｅｔｎｅｅｓｒｄｔｃｉｙｔａｄＩｉａｅｓｕｉｄｏｅｇｗｅｅｐｒｅｅｔｉｉｆａｄｓｎｏｉｎｉｆｃｅｙｔｅｃｐｉｅｒｌｈｏ
ｐｒｎｔｅａｅ（ｅｅｔａｓ，ｅｐｒｕｅｄｆｅｃｅｅｎｔｅｎｉｎｅｔｎｂｅｔｅ，ｅｓｉｎｃｏｓｅａｔｏｒｔｐｄｓｉｎ）ｔｅｔｒｉｅｎｅｔｅｖｒｍｎａｄｏｊｃｖｓｌｚａｄｓｔｎ－ｓｈｔｇｒｍａｆｒｂｗｈｅｏｉｎｓｅｅｉｒ
ＲＡＮＧＥｏＮＰＹＲｏＥＬＣＴＲＩＩＣＮＦＲＡＲＥＤＥＮＳＳｏＲ
ＺＨＡＮＧＹｅ，ＹＡＮＧｅ，ＹＵＥＹｕａＷｉｎ，ＸＵｅＷｉ
（ａｏａＫｙＬｂｒｔｙｆｌｃｏｉＭａｕｅｅｔｅｈｏｇ，ｅｂｏＩｓｕｎｔｎＳｉｎｅＮｔｎｌｅａｏａｒｏＥｅｔｎｅｓｒｍｎｃｎｌｙＫｙＬｆｎｔｍｅｔｉｃｅｃｉｏｒｒｃＴｏａｒａｏａｄＤｎｍｃＭｅｕｅｅｔ，ｏｈＵｉｒｔｆｈｎ，ａｕｎ００５，ｈｎ）ｎｙａｉａｒｍｎＮｒｎｅｓｙｏｉａＴｉａ３０１ＣｉａｓｔｖｉＣｙ
第２９卷第６期２１００年ｌ２月文章编号：０１０４２１）６—０４０１０ —９１（０００４８— ４

热释电材料性能测试实验

热释电材料性能测试实验一、引言热释电材料是一种具有热释电效应的功能材料，可以将温度变化转换为电能，具有广泛的应用前景。

为了评估热释电材料的性能，需要进行严格的性能测试实验，以确保其在实际应用中能够达到预期效果。

二、热释电材料性能测试方法2.1 电压输出测试热释电材料在受到温度变化刺激时，会产生电压输出，通过测量这种输出电压的大小和稳定性来评估热释电材料的性能。

2.2 温度响应时间测试热释电材料对温度变化的响应时间也是评估其性能的重要指标。

通过测量材料对温度变化的响应时间，可以了解其在实际应用中的效率和灵敏度。

2.3 功率输出测试除了电压输出外，热释电材料还可以产生功率输出。

通过测量功率输出的大小和变化趋势，可以评估热释电材料在不同温度条件下的性能表现。

三、热释电材料性能测试实验步骤3.1 实验准备在进行热释电材料性能测试实验之前，首先需要准备好实验所需的仪器设备和标准样品。

确保实验环境稳定和准确。

3.2 样品制备将热释电材料按照实验要求制备成标准样品，并确保样品的质量和形状符合要求。

3.3 实验操作依次进行电压输出测试、温度响应时间测试和功率输出测试等步骤，记录实验数据并分析结果。

3.4 结果分析根据实验数据分析测试结果，评估热释电材料的性能表现，并对实验结果进行讨论和总结。

四、实验结果与讨论根据实验数据和结果分析，可以得出热释电材料的性能特点和优缺点，为其在实际应用中的选择和改进提供参考依据。

五、结论通过对热释电材料性能测试实验的研究和分析，可以有效评估材料的性能表现，为进一步研究和应用提供基础支持。

六、参考文献[1] 张三, 李四. 热释电材料的性能测试方法研究[J]. 材料科学, 20XX, 10(1): 100-110.七、致谢本研究得到了X基金会的资助和支持，在此致以诚挚的感谢。

以上是对热释电材料性能测试实验的全面介绍和分析，希望能对相关领域的研究和应用提供帮助和参考。

【0.5-10Hz,滤波器参数计算】被动式(热释电) 红外传感实验

被动式(热释电)红外传感实验熊建国1)　朱白桦2)(1)上海大学物理实验中心上海200072;2)上海大学悉尼工商学院上海200072) 摘　要:介绍了被动式(热释电)红外传感实验的基本原理、实验内容及红外传感实验仪的电路Λ关键词:红外辐射;热释电传感器;微弱信号;超低频中图分类号:TN 21 文献标识码:A 文章编号:100524642(2002)0820009203Exper i m en t i n passive i nfrared sen si ngX I ON G J ian 2guo 1)　ZHU B ai 2hua2)(1)Physics Exp eri m en t Cen ter ,Shanghai U n iversity ,Shanghai ,200072; 2)Sydney In stitu te of L anguage &Comm erce ,Shanghai U n iversity ,Shanghai ,200072)Abstract :T he basic p rinci p le and the con ten ts of p assive infrared sen sing exp eri m en t are in troduced .T he circu it of infrared sen sing exp eri m en tal app aratu s is described .Key words :infrared radiati on ;p assive sen so r ;s m all signal ;low frequency1　引　言红外线的辐射波长约0.77～1000Λm ,红外辐射的不同波段有不同的应用Λ从军事上的红外线制导导弹、红外成像夜视仪,到包含高新尖端技术的红外气象卫星,从工业上普遍应用的红外光电计数器、红外测温仪、红外气体分析仪,到民用的波动式红外防盗报警器、人体红外自动照明开关等,红外传感技术已在军事、空间、工农业、民用等各个领域得到广泛应用Λ本文研制的传感实验仪选择8～14Λm 红外辐射波段,利用接受人体辐射的红外线来控制指示灯的闪亮和蜂鸣器的报警Ζ因此红外传感实验涉及到红外辐射、红外光学、红外传感、微弱信号检测、电子等学科技术Ζ2　基本原理任何高于绝对零度的物体都会向空间发出红外线Ζ不同温度的物体(作黑体近似),其辐射的能量随波长的分布符合普朗克分布定律M Κ=C 1Κ5・1e C 2 ΚT-1(1)式中:M Κ是光谱辐射出射度(W ・c m -2・Λm -1),Κ是波长(Λm ),T 是绝对温度(K ),C 1为3.7413×104W ・c m -2・Λm 4,C 2为1.4388×104Λm ・K Ζ在37℃时,(1)式显示的光谱分布如图1所示Ζ图1　辐射光谱分布2.1　热释电红外传感器及滤光片热释电红外传感器是一种波动式红外传感器,是用于接收物体的红外辐射并转变为电信号的元件,通常由2个极性相反的传感元件串联连接,并与1个高阻和1个场效应晶体管组装在一起Ζ根据应用的需要,设计成2个传感元件都用于接受红外辐射或仅1个传感元件用于接收红外辐射(另1个被遮挡)Ζ热释电传感器对交变的红外辐射产生响应,输出正或负的信号,对于双元传感器,当辐射信号同时入射到2个传感元件上时,由于2个传感元件极性相反,连接信号就会相互抵消而没有输出Ζ元传感元件制成的热释电传感器对环境温度的变化Ζ背景辐射和受振动产生的随机噪声都具有良好的补偿作用,使传感器在实际使用中稳定可靠Ζ红外线在空气中透射会被大气中的水蒸气和有些气体分子所吸收,透射率较高的区域称为大气窗口(见图2)Ζ为了提高物体辐射的红外线在大气中的对比度,传感器的光谱带要与大气窗口相吻合,通常在热释电传感器前加装图2　大气透射率图3　8～14Λm干涉滤光片一块8～14Λm的光学干涉滤光片,光谱图见图制带宽外,特别是近红外的辐射对热释电传感器的干扰[1,2]Ζ2.2　菲涅耳透镜红外辐射虽然是不可见的,但它的聚焦与一般的光学成像原理一样Ζ有多种材料能用于红外的透射和聚焦,但比较价廉实用的是采用由低密度聚乙烯材料做成的菲涅耳透镜Ζ菲涅耳透镜保留了透镜的原有曲率半径,使其具有聚焦功能,又减小了透镜的体积和重量,且有可塑性Ζ根据应用的需要可以制成不同焦距、不同视场的菲涅耳透镜Ζ例如对远距离的红外辐射进行聚焦的单视场小角度的透镜,用于近距离大角度进行聚焦的多视场透镜(见图4)Ζ图4　菲涅耳透镜3　红外传感实验仪的电路概述传感实验仪电路原理见图5Ζ人体的红外辐射是一种微弱的辐射,为了达到由传感到控制的目的,首先由菲涅耳透镜把人体辐射的红外线聚焦在热释电传感器上,经传感器转换输出的电信号是微弱的电压信号,这样的微弱信号对电子放大系统的要求较高,它必须经过高增益的运算放大器进行放大Ζ此外人体辐射的红外线频率较低(0.01～5H z s),属于超低频范围Ζ为了使人体辐射的红外信号频率顺利通过,并抑制其它物体的红外辐射信号频率及放大器自身的噪声,放大器在对微弱信号进行高增益放大的同时还要具有超低频的频率特性,以提高传感的可靠性Ζ传感实验仪中采用了二级相同的高增益超和f高及放大电路的增益可通过下式计算f低=12ΠC1R1=12ΠC2R2=0.53H z(2) f高=12ΠC3R3=10.6H z(3)式中:R1=R2=30k8,C1=C2=10ΛF,R3= 1m8,C3=0.015ΛFΖ每级放大电路的增益为　A=20lg2Πf C2R3(1+2Πf C2R2)(1+2Πf C3R3)(4)形变换电路工作,使放大的模拟信号变换成高或低电平的数字信号Ζ信号存储及延时关闭电路在每输入1次高电平信号后,在输出端A4产生高电平输出,直接驱动指示灯的闪亮或蜂鸣器的报警,并延时一段时间关闭(输出变为低电平)Ζ延时的时间可以通过传感实验仪上的延时调节旋钮来调节Ζ图5　传感实验仪电路原理图4　实验内容4.1　菲涅耳透镜测定由红外辐射调制器提供2H z s的红外辐射信号,用示波器观察实验仪A2输出端的波形,调整热释电传感器上可移动的菲涅耳透镜,当信号幅值最大时读取标尺上的值就是透镜的焦距(30mm)Λ4.2　实验仪中超低频放大器的幅频特性测定用信号发生器连接实验仪C1输入端,分别输入0.2H z,0.3H z,…,12H z,13H z的正弦波信号,用示波器观察和记录连接在实验仪A2输出端的信号幅值,在最大幅值下降至0.707处标出f低,f高二点为放大器的通频带Ζ4.3　人体红外传感实验把菲涅耳透镜调整在30mm的焦距处,当人体在5m内通过透镜的视场时,传感实验仪的蜂鸣器会产生报警(或选择指示灯闪亮)Λ用示波器可观察实验仪A1～A4各输出端的信号波形Λ5　结束语红外传感由于涉及多门学科技术,在实验教学中从基本原理出发(红外辐射、普朗克分布定律),讲清涉及到的学科知识,但不扩展Ζ如:红外光学中采用菲涅耳透镜、8～14Λm干涉滤光片,热释电传感器选用双元敏感器,微弱信号检测放大使用0.5～10H z的超低频运算放大器等具体例子Ζ学生通过实验能了解红外传感的原理,以及红外传感与多学科技术结合在实际中的应用,提高学生实验学习的兴趣Ζ6　参考文献1　Donald M S.A D esign Study of In tru si on D etec2 ti on[J].Op tical Spectra,1988,7:322　L o thar R W.T he thermop ile:the comm ercial in2 frared detecto r[J].EO SD Sep t,1988,3:21～23(2002201225收稿,2002206226收修改稿)。

热释电人体红外线传感器电子技术课程设计及实训(1)

热释电人体红外线传感器电子技术课程设计及实训(1)热释电人体红外线传感器电子技术课程设计及实训1. 引言随着技术不断发展，红外传感作为一种非接触式的检测技术得到了广泛应用。

其中，热释电人体红外线传感器作为一种常用的传感器，被广泛应用于安防、灯光控制等领域。

为了培养学生的动手实践能力和创新精神，本文进行了一项关于热释电人体红外线传感器的电子技术课程设计及实训。

2. 课程设计本课程设计旨在让学生了解热释电人体红外线传感器的结构、原理、特点和应用，并让学生在实验中全面掌握传感器的使用。

具体包括以下内容：（1）热释电人体红外线传感器的原理和结构介绍热释电人体红外线传感器的原理和结构，让学生了解传感器的基本工作原理和组成部分。

（2）热释电人体红外线传感器的特点及应用介绍热释电人体红外线传感器的特点和应用，例如在安防、灯光控制等领域的应用。

（3）热释电人体红外线传感器的电路设计根据热释电人体红外线传感器的原理，设计一个简单的电路并进行实验。

让学生了解电路的设计和布局方法，并学会使用示波器、万用表等工具。

（4）热释电人体红外线传感器的信号处理介绍热释电人体红外线传感器的信号处理方法，例如滤波、放大、模数转换等。

让学生了解信号处理的基本流程和方法。

3. 实训内容实训内容主要包括以下内容：（1）热释电人体红外线传感器电路的装配学生将自己设计的电路连接起来，并进行调试。

让学生学会使用电路元件和工具，了解电路的装配方法。

（2）热释电人体红外线传感器信号的测试学生将自己设计的热释电人体红外线传感器连接到示波器上，并进行测试。

让学生了解信号的测试方法和示波器的使用方法。

（3）热释电人体红外线传感器信号处理的实现学生将从传感器中获取的信号进行信号处理，例如进行滤波和放大，让学生了解信号处理的方法和流程。

（4）热释电人体红外线传感器应用的实现学生将热释电人体红外线传感器应用到实际的场景中，例如在安防系统中进行实时监测。

让学生了解传感器的实际应用场景。

RP500B红外热释传感器

RP500B
产品规格
1．型号：RP500B 2．用途：通用型探头，可用于自动照明、自动门、玩具、侵入报警等 3．敏感元类型：双元串联型 4．外形尺寸： TO‐5 封装，参见图 1 5．性能指标
5.1 电学性能
项目信号输出
噪声平衡度[*] 电源电压
测试条件
环境温度 25ºC
黑体温度 420K( 147˚C ) 调制频率 1 赫兹放大倍数 72.5 dB（运算放大器 5000 倍） Vd= 5V，Rs=47KΩ
130。 Y-axis
RP500B
图 4 探测器视野角度示意图
图 5：滤光片透过特征曲线
P5age 5 of 5
RP500B
黑体：420K
机械斩波：1HzBiblioteka 红外探测器 +5V
47kΩ
挡板：噪声测试用
遮挡片
黑体与探测器样品距离：200mm 放大电路增益：72.5 的 dB
图 2 测试机示意图
外部放大电路
VA\VB 测定用
VAB 测定用
图 3 探测器测定方法示意图
噪声测定用
视野角度
140。 X-axis
P4age 4 of 4
环境温度 25ºC
放大倍数 72.5 dB（运算放大器 5000 倍） Vd= 5V，Rs=47KΩ 黑体温度 420K( 147˚C ) 放大倍数 72.5 dB（运算放大器 5000 倍） Vd= 5V，Rs=47KΩ
规格
≥ 3 Vp-p
<170mVp-p Max. (Typ. 100mVp-p)
规格 -30—70ºC -35—80ºC
6．可靠性评价
测试项目高温工作耐湿性低温存储高温存储

红外传感器测试实训报告

一、实训目的本次实训旨在让学生了解红外传感器的原理、结构、工作特性，并掌握红外传感器的测试方法。

通过实训，使学生能够熟练使用红外传感器进行实际测量，并具备分析测量结果、解决实际问题的能力。

二、实训内容1. 红外传感器原理与结构红外传感器是一种利用红外线特性进行测量的传感器。

其工作原理是：物体在辐射红外线时，红外传感器通过接收这些红外线并将其转换为电信号，从而实现对物体状态的测量。

红外传感器的结构主要由光学系统、探测器、信号调理电路和显示系统等组成。

其中，光学系统负责将红外线聚焦到探测器上；探测器将红外线转换为电信号；信号调理电路对电信号进行处理；显示系统将处理后的信号显示出来。

2. 红外传感器的测试方法（1）基本测试1）外观检查：检查红外传感器的外观是否有损坏、变形等现象。

2）连接检查：检查红外传感器的连接线是否完好，接触是否牢固。

3）工作电压测试：使用万用表测量红外传感器的工作电压，确保其符合规格要求。

（2）性能测试1）灵敏度测试：将红外传感器置于一定距离处，使用红外辐射源照射传感器，观察传感器输出信号的幅度。

通过改变照射强度，绘制灵敏度曲线，分析传感器的灵敏度。

2）响应时间测试：将红外传感器置于一定距离处，使用红外辐射源照射传感器，记录传感器输出信号从低电平到高电平的时间，以及从高电平到低电平的时间。

通过比较不同传感器的响应时间，分析其性能。

3）抗干扰能力测试：在红外传感器附近加入干扰源，如振动、射频等，观察传感器输出信号的变化，分析其抗干扰能力。

4）温度特性测试：将红外传感器置于不同温度环境下，观察传感器输出信号的变化，分析其温度特性。

5）距离特性测试：将红外传感器置于不同距离处，观察传感器输出信号的变化，分析其距离特性。

3. 实训项目本次实训选取了以下项目进行测试：（1）热释电红外传感器测试（2）红外雨量传感器测试（3）红外测距传感器测试三、实训过程1. 准备工作实训前，准备好所需的仪器设备，包括红外传感器、红外辐射源、万用表、信号发生器等。

热释电系数测试

热释电系数测试一、前言热释电材料是一类能够产生电荷响应的材料，其特点是在温度变化时会产生电压信号的变化。

热释电系数测试是一项针对这类材料的重要实验，用于测定材料在不同温度下的电压输出变化率，以评估其在热电应用中的性能。

二、实验目的本次实验旨在通过测试热释电材料的热释电系数，以确定其在温度变化时产生电压响应的灵敏度。

通过热释电系数测试，可以帮助我们评估材料在热电设备和传感器等应用中的可行性和性能。

三、实验原理热释电系数是指材料在单位温度变化下产生的电压变化率，通常用公式表示为：α = ΔV /ΔT其中，α为热释电系数，ΔV为电压变化量，ΔT为温度变化量。

热释电系数的单位为V/K。

四、实验器材与试剂1. 热释电材料样品2. 热电偶或红外线传感器3. 温度控制装置（例如热水浴、热风机）4. 输入电压源5. 示波器或多用电表6. 数据记录设备（例如计算机）五、实验步骤1. 准备样品：将热释电材料样品准备好，并确保其表面干净平整，以确保测试的准确性。

2. 连接电路：将输入电压源与热电偶（或红外线传感器）以及示波器（或多用电表）相连，组成完整的测量电路。

3. 控制温度：使用温度控制装置（例如热水浴或热风机），将温度逐步升高或降低，在每个温度点上记录下材料的电压输出值。

4. 测试数据记录：将测量得到的电压和温度数据记录下来，以便后续的数据处理和分析。

5. 数据处理与分析：根据记录的数据，计算出不同温度下的热释电系数，并进行相应的数据分析和比较。

六、结果与讨论通过实验测试和数据处理，我们可以得到材料在不同温度下的热释电系数。

根据结果，可以评估材料在热电应用中的性能和适用范围。

同时，可以将实验数据与已有的热释电材料性能参数进行对比，以了解材料在市场上的竞争力。

七、实验注意事项1. 实验过程中，应注意安全，避免触电或烫伤等意外事件的发生。

2. 温度控制装置的温度设置应准确，以保证实验数据的准确性和可靠性。

3. 测试环境的稳定性对结果有较大影响，应尽量减少外界因素对实验的干扰。

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。

热释电红外探测实验

二．实验原理：三．实验所需部件：温度计、红外测温仪四．实验步骤：3、红外测温1)用红外测温仪对室温下的不同发射率的物体进行测温，在不改变发射率的情况下，记录测温结果；2)选择对应的发射率，对不同发射率的物体进行测温，记录测量结果。

热释电红外探测实验一．实验目的：1. 了解菲涅尔透镜的结构和功能。

2. 掌握菲涅尔透镜的工作原理。

3. 了解热释电红外传感器的结构和基本原理。

4. 了解热释电人体红外传感器的应用。

5.了解红外测温仪的测温原理，学会使用红外测温仪。

二．实验原理：1．热释电器件工作原理热释电器件是目前唯一能够用于热成像探测技术中的红外光传感器，如图（1）所示。

热释电器件属于热电型器件，当热电元件PZT（压电陶瓷）受到光照时能将光能转换为热能，受热的晶体两端产生数量相等符号相反的电荷，如果带上负载就会有电流流过，输出电压信号。

图1热释电器件的结构和内部电路对于一般的电介质，在电场作用消失后，极化状态随即消失，带电粒子又恢复原来的状态。

而有一类称做“铁电体”的电介质在外加电场作用消失后，仍保持着极化状态，称其为“自发极化”。

当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片时，引起温度升高，表面电荷减少，相当于热“释放”了部分电荷。

释放的电荷经过处理电路转换成电压输出。

如果辐射持续作用，表面电荷将达到新的平衡，不再释放电荷，也不再有电压信号输出。

因此，热释电不同于其它光电器件，在恒定辐射作用的情况下输出的信号电压为零。

只有在交变辐射的作用下才会有信号输出。

菲涅尔透镜是一种精密的光学器件，专门是用来与热释电红外传感器配套使用。

其结构如图2所示。

它由经过特殊设计的透镜组构成，上面的每个透镜单元都只有一个不大的视场，相邻两个单元透镜的视场即不连续也不重叠，都相隔一个盲区。

当热源在透镜前运动时，顺次从某一单元透镜视场进入又退出，透镜的功能就是将连续的热源信号变成断续的辐射信号，使热释电传感器能正常工作。

图2菲涅尔透镜2.HC--SR501人体感应模块原理电气参数产品型号HC--SR501人体感应模块工作电压范围直流电压4.5-20V静态电流<50uA电平输出高3.3 V /低0V触发方式L不可重复触发/H重复触发(默认重复触发)延时时间0.5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间 2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒电路板外形尺寸32mm*24mm感应角度<100度锥角工作温度-15-+70度感应透镜尺寸直径:23mm(默认)功能：1）全自动感应：当有人进入其感应范围则输入高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。

人体红外传感器实验报告

人体红外传感器实验报告一、实验目的本实验旨在了解人体红外传感器的工作原理和应用，通过搭建电路和程序编写，实现对人体红外信号的检测和响应。

二、实验原理人体红外传感器是一种基于热释电效应的传感器，能够检测周围环境中的人体热量变化，从而判断是否有人经过。

其工作原理如下：当有人经过时，人体会向周围散发出热量，这些热量会被周围物体所吸收和反射。

当这些反射热量进入到红外传感器所在的区域时，红外传感器就会产生微弱的电信号。

该电信号经过放大、滤波等处理后，就可以被单片机识别并进行相应的处理。

通常情况下，在检测到有人经过时，系统会发出警报或者控制其他设备进行响应。

三、实验材料1. STC89C52单片机开发板2. 人体红外传感器模块3. LED灯4. 蜂鸣器5. 杜邦线等连接线四、实验步骤1. 搭建电路连接：将STC89C52单片机开发板、人体红外传感器模块、LED灯和蜂鸣器等连接线按照电路图进行连接。

2. 编写程序：在Keil C51集成开发环境中，编写程序，实现对人体红外信号的检测和响应。

具体程序如下：#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit led = P1^0; //LED灯sbit beep = P1^1; //蜂鸣器sbit pir = P3^2; //人体红外传感器模块void main()while(1){if(pir == 1) //检测到有人经过{led = 1; //点亮LED灯beep = 1; //发出蜂鸣声delay(1000); //延时1秒led = 0; //关闭LED灯beep = 0; //停止蜂鸣声}}}3. 烧录程序：将编写好的程序烧录到STC89C52单片机中。

4. 测试实验：将电源接入，观察LED灯和蜂鸣器是否能够在检测到有人经过时进行相应的响应。

五、实验结果与分析经过测试，本次实验成功搭建了人体红外传感器的检测电路，并通过编写程序实现了对人体红外信号的检测和响应。

热释电红外传感器探测实验报告

本文旨在介绍热释电红外传感器的检测实验，详述热释电红外传感器检测实验的相关知识，并就实验过程中可能出现的问题提出解决方案。

一、热释电红外传感器检测实验简介热释电红外传感器检测实验是一项检测热释电红外传感器功能的实验，它利用热释电红外传感器检测热释电红外传感器的范围、灵敏度和响应时间等参数，以及在不同温度下的输出特性。

二、热释电红外传感器检测实验原理热释电红外传感器检测实验的原理是利用热释电红外传感器的变化特性，它的输出电压与温度成反比。

当温度上升时，热释电红外传感器的输出电压就会下降，反之亦然。

热释电红外传感器检测实验能够测量从一定温度到另一定温度的变化，从而确定热释电红外传感器的范围、灵敏度和响应时间等参数。

三、热释电红外传感器检测实验过程1.实验前准备：（1）校准测温仪，使其精度能达到0.1℃；（2）准备温度控制器，通过调节温度控制器来控制热释电红外传感器的温度；（3）准备热释电红外传感器，使其能够正确接入温度控制器和测温仪；（4）准备电路，使其能够正确接入热释电红外传感器，并使电路能够正确地控制热释电红外传感器的输出。

2.实验过程：（1）在温度控制器上设定起始温度，然后使用测温仪检测热释电红外传感器的输出；（2）调节温度控制器，使热释电红外传感器输出的温度持续升高，并在每个温度点记录热释电红外传感器的输出值；（3）实验结束时，对所收集的数据进行处理，以确定热释电红外传感器的范围、灵敏度和响应时间等参数。

四、热释电红外传感器检测实验可能出现的问题及解决方案（1）测温仪精度不足：可以通过校准测温仪来提高精度；（2）温度控制器不准确：可以通过调整温度控制器的设置，以确保温度的准确性；（3）热释电红外传感器的输出受干扰：可以通过屏蔽电磁波等外界因素，以确保热释电红外传感器的输出准确。

五、结论热释电红外传感器检测实验是一项重要的技术检测，它可以帮助我们了解热释电红外传感器的功能特性，从而为后续的应用提供参考。

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。

北邮红外感应照明灯自动控制电路实验报告

北邮红外感应照明灯自动控制电路实验报告随着社会的进步，节能环保已经深入人心，成为当今社会重要主题之一。

通过红外感应来实现自动控制的功能电器已经悄悄影响着人们的生活，生活中处处可以看到红外感应自动控制设备的影子。

本实验设计利用热释电红外传感器PIR获得电压，然后通过LM358来实现两级电压放大，然后经过电压比较器，二极管D1导通，使555构成的单稳态触发器反转进入暂稳态，3脚输出高电平，将LED灯点亮，实现红外感应自动控制。

第一章实验设计要求1.1设计概述本设计是在指导老师给定课题的基础上经过分析，采用热释电红外传感器PIR,能根据生命体从传感器旁经过的距离长短作为触发信号（实验中用手划过传感器来模拟），使LED二极管发光并延退10秒以上熄灭。

1.2设计任务要求基本要求用发光二极管模拟照明灯，在白天保持熄灭状态，在夜间有人从附近10cm经过灯便点亮，延退10秒后熄灭。

电源用5伏直流电源，传感器用RE200B红外热释电传感器。

电路工作稳定可靠。

提高要求延长感应距离到20cm或30cm。

第二章电路设计热释传感器PIR放大器2.1热释传感器PIR放大器电压比较器单稳态触发器= 照明灯zxl延时电路2.2系统总体设计思路PIR热释传感器能够因为红外线的变化在其S端输出微弱的超低频交流信号，，经C2加到三极管Q1输入端放大，再经运放U1A组成的放大器进一步放大，使信号增益达到几十dB,后进入电压比较器反向输入端。

信号幅度高于比较电压时，比较器输出低电平，二极管D1导通，使555构成的单稳态触发器反转进入暂稳态，3脚输出高电平，将LED灯点亮。

由于要求LED灯延时熄灭，还要加入RC延时电路，调节电位器可以改变灯点亮的时间2.3模块电路设计思路2.3.1第一级放大电路设计原理简述：由于PIR输出的是超低频交流信号，为了保障电路的稳定，采用深度负反馈电路（电压并联负反馈），耦合电容C2的作用是阻直流，通交流，一般采用容量较大的电解电容器，本实验采用C2=47uF,F （反馈系数）=-1/R2,由于输入的信号十分微弱，不妨设Ii=10mA （实际电流大于10mA ），则Vo=If*R2+1 ,通过静态工作点的设置，Ib=-If=（Vce-Vbe）/R2,得到R1 取值为10千欧，R2的取值为1兆欧，第一级放大倍数约为120 :2.3.2第二级放大电路设计原理简述：（此处忽略电容）R' =0 ）。

实验12 热释电红外传感器

实验12组员：姓名：张凯凯学号：00094831110姓名：张超学号：00094831153姓名：俞涛学号：0009483107312.1实验目的：12.1.1、了解热释电红外传感器结构、工作原理及应用。

12.2实验设备和元件：12.2.1实验设备： 12号热释电红外传感器模块、±12V电源。

12.2.2其它设备：导线若干。

12.3实验内容：＊12.3.1、利用网络或图书馆等，首先掌握热释电红外传感器原理、型号、使用方法、以及信价比等，整理成不少于3000字的说明书。

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。

比紫光光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，红外传感器就是其中的一种。

随着现代科学技术的发展，红外线传感器的应用已经非常广泛，下面结合几个收集到的实例，介绍一下红外线传感器的应用。

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。

传感器与检测技术热释电红外传感器

12热释电感应灯——热释电红外传感器的测试项目描述•红外线人体感应灯（热释电感应灯）利用热释电原理来检测和感应人体活动信息，采用主动式红外线工作方式，可自动开启照明，人离开后可自动延时关闭，杜绝能源的人为浪费，延长电器使用寿命.，人体感应灯具有稳定好、抗干扰能力强、无接触感应等特点，目前已广泛应用在家庭、公寓和其他公共场所。

红外辐射（infrared radiation ）•红外辐射俗称红外线，它是一种人眼看不见的光线。

但实际上它和其它任何光线一样，也是一种客观存在的物质。

任何物体，只要它的温度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。

•红外线是位于可见光中红光以外的光线，故称为红外线。

它的波长范围大致在0.76μm到1000μm的频谱范围之内，相对应的频率大致在4×1014-3×1011 Hz之间•红外线与可见光、紫外线、X射线、γ射线和微波、无线电波一起构成了整个无限连续的电磁波谱。

知识准备•红外传感器按其应用可分为以下几方面。

•（1）红外辐射计，用于辐射和光谱辐射测量。

•（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪。

•（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像，如红外图像仪、多光谱扫描仪等。

•（4）红外测距和通信系统。

•（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或多个的组合。

（一）红外辐射•红外辐射俗称红外线，它是一种不可见光，由于是位于可见光中红色光以外的光线，故称红外线。

它的波长范围为0.76～1 000μm，工程上又把红外线所占据的波段分为4部分，即近红外、中红外、远红外和极远红外。

•红外辐射本质上是一种热辐射。

任何物体，只要它的温度高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。

物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。

另一方面，红外线被物体吸收后可以显著地转变为热能。

热释电红外传感器的测试项目

1、测试传感器感应范围1）距离测试：以人体正常走动步幅（约0.35～0.8米）测试其最远距离，应符合其说明书要求。

2）水平（扇面）角度测试：传感器端正放置，人体从左到右从非探测区走向探测区，有报警指示点为A点，再从右到左从非探测区走向探测区有报警指示点为B点。

行走速度应保证报警指示在走出一步的时间内消失。

测量A、B点即为其水平扇面探测角度。

应符合其说明书要求。

3）垂直（纵面）角度测试：传感器水平横向放置，测试方法与水平测试一样。

应符合其说明书要求。

2、测试传感器反应速度1）慢速测试：人体在探测距离的70%位置点，以每秒30公分步幅走动，应有报警指示。

若没有指示说明探测灵敏度过低，有漏报的隐患。

2）中速测试：人体以每秒50～75公分步幅走动，应有报警指示。

若没有指示，说明其有故障或灵敏度过低。

3）快速测试：人体以每秒3米跑速经过探测范围，应有报警指示，若没有说明有故障或灵敏度过低。

4）超慢速测试：人体以每秒小于30公分（约20公分）速度走动，不应有报警指示。

若有说明探测灵敏度过高，容易引起误报警。

可适当调低探测灵敏度。

5）超快速测试：用人手在传感器前面20～30公分处以0.5秒速度晃过去，不应有报警指示。

若有报警指示说明传感器灵敏度过高或内部时间程序电路设计不当，容易引起误报警，可调整降低探测灵敏度后再重复试。

3、测试传感器抗干扰能力1）测试静态抗干扰能力：将传感器对准无干扰的空间（一般是无人走动，无物体经过，无阳光直射，但是有空气流动的地方，推荐高层房屋的窗户边），保持正常工作状态24h，检测有无触发痕迹。

2）测试抗强光干扰能力：在传感器正前方60公分左右放置一个60W的台灯，快速切换灯的开关状态，传感器不应出现报警指示。

若出现说明该传感器抗强光干扰能力差。

3）测试抗强风干扰能力：将一台风扇正对着传感器放置，设置风扇摇头开启，传感器不应该出现报警，否则表面其抗强风干扰能力差。

4）测试抗电磁波干扰能力：将一台正在通话中的手机从侧面靠近传感器，不应该出现报警。

实验八红外光传感器----热释电红外传感器性能

实验八红外光传感器----热释电红外传感器性能一:实验原理:热释电红外传感器的具体结构和内部电路如图(26)所示，主要由滤光片、PZT热电元件、结型场效应管FET及电阻、二极管组成.。

其中滤光片的光谱特性决定了热释电传感器的工作范围。

本仪器所用的滤光片对5μm以下的光具有高反射率，而对于从人体发出的红外热源则有高穿透性，传感器接收到红外能量信号后就有电压信号输出。

二:实验所需部件:热释电红外传感器、慢速电机、热释电处理电路、电加热器、电压表三:实验步骤:1.将菲涅尔透镜装在热释电红外传感器探头上,探头方向对准热源方向,按图标符号将传感器接入处理电路，接好发光二极管。

开启电源,待电路输出稳定后开启热源,同时将慢速电机叶片拨开不使其挡住热源透射孔。

2.随热源温度上升,观察热释电红外传感器的V o端输出电压变化情况。

可以看出传感器并不因为热源温度上升而有所反应。

3.开启慢速电机,调节转速旋钮,使电机叶片转速尽量慢,不断的将透热孔开启——遮挡。

此时用电压表或示波器观察输出电压端V o就会发现输出电压随热源的变化而变化。

当达到告警电压时,则发光管闪亮。

4.逐步提高电机转速,当电机转速加快,叶片断续热源的频率增高到一定程度时,传感器又会出现无反应的情况，请分析这是什么原因造成的？(可结合热释电红外传感器工作电路原理分析)四:注意事项：慢速电机的叶片因为是不平衡形式，加之电机功率较小，所以开始转动时请用手拨动一下。

红外光传感器----热释电红外传感器人体探测一:实验原理：热释电红外传感器是一种红外光传感器，属于热电型器件，当热电元件PZT受到光照时能将光能转换为热能，受热的晶体两端产生数量相等符号相反的电荷，如果带上负载就会有电流流过，输出电压信号。

二:实验所需部件：热释电红外传感器、菲涅耳透镜、温控电加热炉、热释电红外传感器实验模块、{温度传感器实验模块}、电压表、示波器（图26）热释电传感器结构及电路原理三:实验所需部件:热释电红外传感器、菲涅尔透镜、电压表四:实验步骤：1.观察传感器探头，探头表面的滤光片使传感器对10μm左右的红外光敏感，可以安装在传感器前的菲涅耳透镜是一种特殊的透镜组，每个透镜单元都有一个不大的视场，相邻的两个透镜单元既不连续也不重叠，都相隔一个盲区，它的作用是将透镜前运动的发热体发出的红外光转变成一个又一个断续的红外信号，使传感器能正常工作。

热释电传感器

实验三十一热释电传感器超低频信号放大实验一、实验目的1、了解热释电传感器的原理。

2、学习运算放大器作前置多级放大电路的应用。

二、实验内容利用运算放大器如何实现超低频信号的放大实验。

三、实验仪器传感器检测技术综合实验台、热辐射传感器实验模块、示波器、导线。

四、实验原理热释电器件是一种利用某些晶体材料的自发极化强度随温度变化而产生的热释电效应制成的新型热探测器件，它相当于一个以热电晶体为电介质的平板电容器。

热电晶体具有自发极化性质，自发极化矢量能够随着温度变化，所以入射辐射可引起电容器电容的变化，因此可利用这一特性来探测变化的辐射。

图31-1 热释电器件外形图和内部结构图热释电红外传感器内部由敏感单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成。

敏感单元：其内部结构，对于不同的传感器来说，敏感单元的制作材料不同。

从原理上讲，任何发热体都会产生红外线，热释电红外传感器对红外线的敏感程度主要表现在传感器敏感单元的温度所发生的变化，而温度的变化导致电信号的产生。

所以，红外传感器只对物体的移动或运动敏感，对静止或移动很缓慢的物体不敏感，它可以抗可见光的干扰。

滤光窗：人体辐射的最强的红外线的波长正好落在滤光窗的响应波长（7um～14um）的中心。

所以，滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过，而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线通过，以免引起干扰。

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。

处理电路如下：R122K R247K R3330KR522KR622KR7330K1 J2 CON1R41KR81K+5VC1104C2104E147u fU2BLM358U2ALM3581J3CON1C4104E247u f113322W4100k+5VR2422K图31-2 热释电超低频信信号放大实验处理电路五、实验注意事项1、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验。

☆热释电红外传感器性能测试实验