热释电红外传感器讲解
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测量和检测红外辐射的设备，它利用物体发出的红外辐射来探测物体的存在。
其工作原理基于物体的热能状态。
当一个物体的温度高于绝对温度零度时，它会发出红外辐射。
这些红外辐射按照不同的波长和频率发射出去。
热释电红外传感器通过检测这些红外辐射来感知物体的存在。
热释电红外传感器通常由一个红外探测器和一个信号处理单元组成。
红外探测器通常是由热释电材料制成，如锂钽酸锂、锂铌酸锂等。
这些材料能够根据温度的变化而产生电荷。
当物体靠近红外探测器时，物体的红外辐射也会靠近传感器。
这会导致探测器吸收更多的红外辐射，从而使其温度上升。
温度的升高会导致热释电材料中的离子在晶格之间移动，并产生电荷。
这些电荷被收集并转化为电压信号。
信号处理单元会接收并处理来自红外探测器的电压信号。
它会分析信号的幅度和频率，以判断是否存在物体并确定其位置和运动。
通过与预设的阈值进行比较，传感器可以触发适当的响应，如报警、触发摄像头拍摄等。
总之，热释电红外传感器通过测量和分析物体发出的红外辐射来感知其存在。
它的工作原理基于热释电材料的特性，利用物体温度的变化产生电荷，并将其转化为电压信号。
这种传感器可以广泛应用于防盗系统、人体检测、智能家居等领域。
热释电红外传感器解析
[元件选用] IC2、IC3选用高输入阻抗的运算放大 器CA3140，很适合于作微弱信号的放大级。
[电路调试] 电路调试主要是调节电位器RB，选择合 适的参考电压，以达到最佳灵敏度。
具体电路应用设计分析(二 )
BISS0001
具体电路应用设计分析(二)
红外热释电处理芯片BISS0001
上图中，运算放大器OP1将热释电 红外传感器的输出信号作第一级放大， 然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第 二级放大，再经由电压比较器COP1和 COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出 有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器， 输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器 去接通负载。
聚光系统菲涅尔镜片
菲涅尔镜片的原理和应用
各式各样的菲涅尔镜片
菲涅尔镜片是红外线探头的 “眼镜”，它就象人的眼镜一样， 配用得当与否直接影响到使用的功 效，配用不当产生误动作和漏动作， 致使用户或者开发者对其失去信心。 配用得当充分发挥人体感应的作用， 使其应用领域不断扩大。
菲涅尔镜片的原理和应用
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 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。
当有人进入探测范围时，探头输出探测电 压，经VT1和IC2放大后使信号输出电压高 于参考电压，这时 IC3的（6）脚输出高电 平，三极管VT2导通，继电器J1能通电吸 合，接通开关。
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。
简述热释电红外传感器的工作原理
简述热释电红外传感器的工作原理热释电红外传感器是一种常见的红外传感器，广泛应用于人体检测、安防监控、自动化控制等领域。
它的工作原理是基于热释电效应，通过感知被测物体的红外辐射能量来实现检测和识别的功能。
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. 热释电材料的特性：热释电材料具有特殊的物理性质，当其受到外界热源的激发时，会产生电荷分布的变化。
这种特性使得热释电材料可以作为红外辐射的敏感元件。
2. 感测元件的结构：热释电红外传感器通常由热敏元件和信号处理电路两部分组成。
其中，热敏元件是关键部分，由热释电材料制成，常见的材料有硅化锂钽酸锂等。
热释电材料的电极上覆盖有吸收红外辐射能量的薄膜，使得热能可以有效地被传递给热释电材料。
3. 红外辐射的感测：当有物体靠近热释电红外传感器时，物体会发出红外辐射能量，这些红外辐射能量会被热释电材料吸收。
被吸收的红外辐射能量会导致热释电材料的温度发生变化，进而引起电荷分布的改变。
4. 电荷信号的转换和处理：热释电红外传感器的信号处理电路将热敏元件上的电荷信号转换为电压信号，然后经过放大、滤波、去噪等处理，最终输出一个与被测物体红外辐射能量强度相关的电信号。
5. 信号识别和应用：经过信号处理的电信号可以被用来识别和判断被测物体的特性，例如人体的存在、移动方向、距离等。
根据具体应用需求，可以通过设置阈值等方式进行信号的判断和处理。
总结一下，热释电红外传感器利用热释电材料的特性，感知被测物体的红外辐射能量，然后通过信号处理电路将其转换为可用的电信号。
这样的工作原理使得热释电红外传感器成为了一种有效、灵敏的红外传感器，广泛应用于各个领域。
在人体检测、安防监控、自动化控制等方面，热释电红外传感器都发挥着重要的作用，为人们的生活和工作带来了便利和安全。
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是一种能够感知红外辐射的传感器，它利用了热释电效应来实现对红外辐射的探测和测量。
在现代科技应用中，热释电红外传感器被广泛应用于安防监控、自动化控制、消费电子产品等领域。
本文将介绍热释电红外传感器的工作原理及其应用。
热释电红外传感器的工作原理是基于热释电效应。
当红外辐射照射到热释电红外传感器的探测元件上时，探测元件会吸收红外辐射能量，导致探测元件温度升高。
温度升高会改变探测元件的表面电荷分布，从而在探测元件的两端产生电荷差，形成电压信号。
这一电压信号随着红外辐射的变化而变化，通过对电压信号的测量和分析，就能实现对红外辐射的探测和测量。
热释电红外传感器通常由光学系统、探测元件、信号处理电路和输出接口等部分组成。
光学系统用于聚焦红外辐射到探测元件上，探测元件负责吸收红外辐射并产生电荷差，信号处理电路则对电压信号进行放大、滤波和处理，最终通过输出接口输出探测结果。
热释电红外传感器的工作原理简单、灵敏度高，响应速度快，因此在各种应用场景中都能发挥重要作用。
在安防监控领域，热释电红外传感器常用于人体检测和移动目标跟踪。
当有人或其他热源进入监控范围时，热释电红外传感器能够及时感知到，并通过输出接口发送信号，触发相应的报警或录像设备。
在自动化控制领域，热释电红外传感器常用于智能家居、智能照明等场景，通过感知人体活动来实现自动开关灯、调节空调等功能。
在消费电子产品中，热释电红外传感器也被广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中，用于实现手势识别、距离测量等功能。
总之，热释电红外传感器凭借其灵敏度高、响应速度快等优点，在安防监控、自动化控制、消费电子产品等领域有着广泛的应用前景。
随着科技的不断进步，相信热释电红外传感器将会在更多领域发挥重要作用，为人们的生活带来更多便利和安全保障。
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。
红外热释电传感器原理(一)
红外热释电传感器原理(一)了解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用于测量物体热辐射的传感器。
它基于热释电效应来实现，通过检测感光元件在热辐射下的电荷变化来感知周围环境。
红外热释电传感器广泛应用于安防、智能家居、医疗、自动水控等领域。
热释电效应工作原理热释电效应是指当物体受到热辐射时，其表面温度会发生变化，从而产生微弱的热电信号。
红外热释电传感器的感光元件是一种材料，当它受到热辐射时，会产生电信号。
这个信号可以被放大和处理，最终输出数字信号或模拟信号。
红外光学系统红外热释电传感器还包括红外光学系统，它用于将热辐射转换为光信号，以便传输到感光元件。
它包括透镜、滤光片和反射板等组件。
•透镜：用于聚焦光线，将热辐射转化为光信号。
•滤光片：用于选择特定波长的光信号，以避免光干扰。
•反射板：用于将光信号反射回感光元件，提高信噪比和探测距离。
传感器架构红外热释电传感器通常由以下组件组成：•感光元件：用于检测热辐射信号，并将其转换为电信号。
•放大器：用于放大感光元件输出的微弱电信号。
•运算放大器：用于增强电信号的稳定性和精度。
•模拟数字转换器：用于将模拟信号转换为数字信号。
传感器的应用红外热释电传感器广泛应用于安防、智能家居、医疗、自动水控等领域。
以下是一些具体应用：•安防：用于监测房间内的人员和宠物。
•智能家居：用于自动控制家居电器和照明系统。
•医疗：用于监测患者体温和呼吸情况。
•自动水控：用于监测污水处理和水位控制。
结论红外热释电传感器是一种重要的传感器技术，它具有应用广泛，可靠性高，灵敏度高等优点。
随着技术不断发展，红外热释电传感器将会在更广泛的领域得到应用。
深入了解红外热释电传感器检测原理红外热释电传感器的工作原理源于热释电效应。
当物体受到热辐射而表面温度发生变化时，热波在物体内部引起电荷的运动，形成一个微弱的电信号。
感光元件就是基于热释电效应来工作的，当它受到热辐射时，会产生一个电荷，从而产生一个电压信号。
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。
详解热释电红外传感器
详解热释电红外传感器
被动式热释电红外探头的优缺点： 优点：本身不发任何类型的辐射，器 件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。 缺点：◆容易受各种热源、光源干扰 ◆被动红外穿透力差，人体的红外辐射容 易被遮挡，不易被探头接收。◆环境温度 和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下 降，有时造成短时失灵。详解热释 Nhomakorabea红外传感器
详解热释电红外传感器
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详解热释电红外传感器
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。
详解热释电红外传感器
人体辐射的红外线中心波长为9~10--um， 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 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 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。
抗干扰性能：①防小动物干扰：探测器安 装在推荐地使用高度，对探测范围内地面 上地小动物，一般不产生报警。②抗电磁 干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合 GB10408中4.6.1要求，一般手机电磁干扰 GB10408中4.6.1要求，一般手机电磁干扰 不会引起误报。③抗灯光干扰：探测器在 正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯 正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯 透过玻璃照射，不产生报警。
热释电人体红外传感器
λm·T=2 989(μm·k)
式中λm---最大波长，T—绝对温度。
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人体温度为36~37℃，即309~310°k，其辐射的 红外波长λm=2 989／309~310≈9.67~9. 64 μ m 。 可见，人体辐射的红外线最强的波长正好在滤光片 的响应波长7.5~14mm的中心处。故滤光窗能有效 地让人体辐射的红外线通过，而阻止太阳光、灯光 等可见光中的红外线通过，免除干扰。所以，热释 电人体红外传感器只对人体和近似人体体温的动物 有敏感作用。
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感谢您的观看！
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1、热释电人体红外传感器的结构与工作原理
热释电人体红外传感器(PIP)一般都采用差动平衡结构，由敏感元件、场效 应管，高值电阻等组成，如图11.20所示。其中(a)为内部结构图，(b)为内部电气 连接图。
1)敏感元件
敏感元件，是用热释电人体红外材料(通常是锆钛酸铝)制成的，先把热释电 材料制成很小的薄片，再在薄片两面镀上电极，构成两个串联的有极性的小电容 器。将极性相反的两个敏感元做在同一晶片上，是为了抑制由于环境与自身温度 变化而产生热释电信号的干扰，见图11.20(b)所示。而热释电人体红外传感器在 实际使用时，前面要安装透镜，通过透镜的外来红外辐射只会聚在一个敏感元上， 以增强接收信号。热释电人体红外传感器的特点是它只在由于外界的辐射而引起 它本身的温度变化时，才给出一个相应的电信号，当温度的变化趋于稳定后就再 没有信号输出，所以说热释电信号与它本身的温度的变化率成正比，或者说热释 电红外传感器只对运动的人体敏感，应用于当今探测人体移动报警电路中。
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2、热释电人体红外传感器的应用 在热释电人体红外传感器的应用中，其前级配用菲涅尔透镜，其后级采
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随着科技的不断发展，红外技术逐渐成为了现代社会中不可或缺的一部分。
作为红外技术的重要组成部分之一，热释电红外传感器因其灵敏度高、响应速度快等特点被广泛应用于安防、智能家居、医疗等领域。
本文将介绍热释电红外传感器的原理、工作方式以及应用。
一、热释电红外传感器原理热释电红外传感器是利用材料的热释电效应来检测周围物体的红外辐射。
热释电效应是指当某种材料受到辐射时，内部温度发生变化，进而导致该材料表面产生电荷，从而形成电势差。
这种电势差被称为热释电电势。
热释电红外传感器利用这种原理来检测周围物体的红外辐射，从而实现对物体的探测。
二、热释电红外传感器工作方式热释电红外传感器主要由热释电元件、前置放大器、滤波器、放大器等组成。
当传感器受到周围物体的红外辐射时，热释电元件内部的温度会发生变化，从而导致元件表面产生电势差。
这个电势差被传送到前置放大器中，经过滤波器和放大器的处理后，最终被转化为数字信号输出。
热释电红外传感器的灵敏度和响应速度主要取决于热释电元件的材料和结构。
常用的热释电元件材料有锂钽酸盐、钛酸钡、铁酸锂等。
不同的材料具有不同的响应频率和灵敏度，可以根据具体的应用场景进行选择。
三、热释电红外传感器应用热释电红外传感器由于其灵敏度高、响应速度快等特点，在安防、智能家居、医疗等领域得到了广泛的应用。
1.安防领域热释电红外传感器可以用于室内和室外监控系统中，可以检测到人体的红外辐射，从而实现对人体的探测和跟踪。
在夜间或低照度条件下，热释电红外传感器具有更好的效果，可以有效地防止盗窃和入侵。
2.智能家居领域热释电红外传感器可以用于智能家居系统中，可以检测到人体的活动和位置，从而实现对家居设备的自动控制。
例如，当人离开房间时，系统可以自动关闭灯光和电器设备，从而实现节能和智能化管理。
3.医疗领域热释电红外传感器可以用于医疗领域中，可以检测到人体的体温变化，从而实现对病人的监测和诊断。
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。
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（PIR）是一种新型的依赖于温度变化的红外传
感器，它具有快速、高效的特点。
热释电红外传感器可以通过检测红
外辐射发出的能量而直接感知人体移动。
它的原理是利用热释电效应，当温度变化时，物体表面会发出大量红外辐射，热释电红外传感器会
采集这些信号，然后根据这些信号来测定温度变化情况。
由于热释电红外传感器的特性，如低成本、易于安装以及不受光
照影响等，它已经被广泛地应用在安防监控、楼宇自动化、家庭能源
管理等领域中。
PIR 传感器可以有效地实现人体活动检测，从而实现
室内外安全监控，也可以用于能量管理系统中实现节省能源。
如在家
庭能源管理系统中，PIR 传感器可以根据人体活动情况，自动控制灯具、空调、电视机等电器设备的开关，实现节能减碳。
此外，PIR 传
感器还可以应用于停车场、工厂生产线等场所，监测人员的安全情况
和行为。
热释电红外传感器的运行机理是利用外界环境温度变化而引起的
热释电效应，由于它具有快速响应，准确性高，对环境易受影响等特点，因此PIR 红外传感器在多种安全监控、能源管理以及智能控制领
域中得到了广泛应用。
热释电红外线传感器
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，可分为红外热传感器和红外光子传感器两类。
其中热释电红外传感器 ( P I R)是红外热传感器应用广泛的一类。
热释电红外(PIR)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。
热释电红外传感器采用的材料是一种具有极化现象的热晶体，其内部的热电元件通常由高热电系数的钽酸锂（LiTaO3）、钛酸钡(BaTiO3)、锆钛酸铅(PZT)等材料组成。
这种热晶体的极化强度 (单位而积的电荷)随温度变化而变化。
当红外光照射到已经极化的热晶体薄片表面上时，引起薄片温度升高，使其极化强度降低表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，所以叫做热释电红外传感器。
如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则负载电阻上会产生一个电信号输出。
输出信号的大小取 决于薄片温度变化的快慢，从而反映出入射的红外光的强度。
由此可知，热释电红外传感器的电压响应率正比于入射红外光的变化率，当恒定的红外光照射在热释电红外传感器上时，传感器没有电信号输出，而只有热晶体处于变化过程中才有电信号输出。
所以，必须有交变的红外光照射，不断引起传感器的温度变化，才能导致热释电产生并输出交变信号。
热释电探测器的响应速度比其他热探测器快得多。
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。
它不但可以工作于低频，而且能工作于高频，目前最好的热释电探测器的探测率可以高达，已经超过了所有的室温热探测器。
因而热释电探侧器不仅具有室温工作、光谱响应宽，隐蔽性好，可流动安装等热探测器的共同优点，而且也是探测率最高、频率响应最宽的热探测器。
热释电红外传感器选择不同的带通滤波片,就可以检测不同的对象,实现不同的目的,比如监测火源,安全检查,防盗防窃,以及军事上的应用。
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。
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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。
菲涅尔镜片是红外线探头的 “眼镜”，它就象人的眼镜一样， 配用得当与否直接影响到使用的功 效，配用不当产生误动作和漏动作， 致使用户或者开发者对其失去信心。 配用得当充分发挥人体感应的作用， 使其应用领域不断扩大。
菲涅尔镜片的原理和应用
聚集能量
菲涅尔透镜的作用有两个： 一是聚焦作用，即将探测空间的红外
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。
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.
在现场选择合适的安装位置是避 免红外探头误报、求得最佳检测灵敏 度极为重要的一环。
重要概念
在该探测技术中，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。
被动红外报警器特点： 能够响应入侵者在所防范区域内移动时所 引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产 生报警信号，从而完成报警功能。
光中的红外线的通过，以免引起干扰。
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。
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。
二.定性处理
解决有无的问题
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
线有效地集中到传感器上。 不使用菲涅尔透镜时传感器的探测半
径不足2米，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 器的探测半径可达到10米。
红外传感器的工作原理
热释电红外探头
滤光窗 ----由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成 的，能有效地滤除7.0~14um波长以外的红外线。
人体正常体温时，辐射的最强的红外线的中心波长为 9.65um,正好落在滤光窗的响应波长（7~14um）中 心。
故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
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 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
(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
热释电红外传感器
红外传感器
(一)热释电红外传感器在生活中的应用 (二)热释电红外传感器的工作原理 (三)热释电红外传感器应用设计
红外传感器在生活中的应用
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。
[元件选用] IC2、IC3选用高输入阻抗的运算放大
器CA3140，很适合于作微弱信号的放大级。
[电路调试] 电路调试主要是调节电位器RB，选择合
适的参考电压，以达到最佳灵敏度。
具体电路应用设计分析(二 )
BISS0001
具体电路应用设计分析(二) 红外热释电处理芯片BISS0001
上图中，运算放大器OP1将热释电
红外传感器的输出信号作第一级放大， 然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第 二级放大，再经由电压比较器COP1和 COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出 有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器， 输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器 去接通负载。
聚光系统菲涅尔镜片
菲涅尔镜片的原理和应用
各式各样的菲涅尔镜片
(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
光谱基础
红外线属于一种电磁射线，其特性等 同于无线电或X射线。人眼可见的光 波是 380nm-780nm，发射波长为780nm1mm的长射线称为红外线
对红外线的处理方式:
一.定量处理 如利用气体的特征吸收波长及积
分特性进入某一波长的定量测量
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。
当有人进入探测范围时，探头输出探测电 压，经VT1和IC2放大后使信号输出电压高 于参考电压，这时 IC3的（6）脚输出高电 平，三极管VT2导通，继电器J1能通电吸 合，接通开关。