熱釋電紅外傳感器是一種能檢測人或某些動物發(fā)射的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號輸出的設(shè)備。這種傳感器的工作原理是,當一些晶體受熱時,在晶體兩端將會產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷,即熱釋電效應(yīng)。
說到優(yōu)點,首先,熱釋電紅外傳感器本身不發(fā)任何類型的輻射,器件功耗很小,隱蔽性好,這使得它在使用過程中不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生干擾。其次,該傳感器的價格相對低廉,成本較低。此外,還具有優(yōu)越的性價比和抗白光能力強的特點。
然而,這種傳感器也存在一些缺點。首先,它容易受到各種熱源、光源的干擾。其次,由于是被動紅外,所以穿透力較差,人體的紅外輻射容易被遮擋,不易被探頭接收。最后,它還容易受到射頻輻射的干擾。
下面小編給大家介紹一下關(guān)于熱釋電傳感器的原理和電路設(shè)計。
熱釋電傳感器的原理
熱釋電紅外傳感器一般由管帽、管座、紅外濾光片、敏感元、場效應(yīng)管或者數(shù)字芯片等主要部分組成。
利用熱釋電材料的自發(fā)極化強度隨著外界溫度的變化而產(chǎn)生電荷移動的特性,以非接觸方式檢測出人體輻射的紅外能量的變化,將其轉(zhuǎn)化成電信號,以電壓或電流形式輸出,并通過功率放大器將信號放大,達到控制電路的目的。
熱釋電紅外傳感器前置放大電路的設(shè)計
根據(jù)熱釋電紅外傳感器輸出信號特性,前置放大電路信號處理要從多種噪聲干擾中提取有用的微弱信號,故前置放大電路應(yīng)具有低噪聲、高增益、低頻特性好、抗干擾能力強等特點。因此,通常由如圖所示的包括帶通濾波、兩級高增益放大、比較電路三個部分組成。
上圖中熱釋電傳感器D端和5V電源間串聯(lián)10kΩ電阻,用于降低射頻干擾,G端接地,S端接47kΩ負載電阻,偏置電壓約為1V。傳感器輸出直接耦合到低噪聲運放(LM324)構(gòu)成的帶通濾波和第一級放大電路的反向輸入端,再由電阻R6 、電容C8耦合到第二級反向放大電路進行進一步濾波、放大。
近些年來,熱釋電紅外傳感器除了用于遙感、制導、夜視、主動雷達、熱成像、氣體分析、輻射計、測溫等軍事和工業(yè)場合外,它在消費電子電器產(chǎn)品中的應(yīng)用正迅速增長。目前應(yīng)用最多的是檢測人的傳感器,比如用于防盜報警系統(tǒng)。
熱釋電紅外傳感器目前主要應(yīng)用在家居安防、智能辦公、智能燈具、感應(yīng)開關(guān)、智能家居、智能門鈴、入侵檢測、感應(yīng)玩具、智能家電、自動化控制等領(lǐng)域。
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