热释电红外传感器
热释电红外探测器
热释电红外探测器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。
热释电效应及原理在自然界，任何高于绝对温度（-273K ）的物体都将产生红外光谱，不同温 度的物体释放的红外能量的波长是不一样的， 因此红外波长与温度的高低是相关 的，而且辐射能量的大小与物体表面温度有关。
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图1热释电效应形成原理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 化物或压电晶体组件组成，组件两个表面做成电极，当传感器监测范围内温度有 △ T 的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷 △ Q ,即在两电极之间产 生一微弱电压△ V 。
&那电何*© 0 0 0 0 ❺ © 0 @ O © © © ® 倫条杵T[K]r~S極化T+ATIKJ能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电组件， 其常用的材料有单 晶（LiTaO3等）、压电陶瓷（PZT 等）及高分子薄膜（PVFZ 等）。
当以LiTaO3为代表的热释电材料处于自极化状态时，吸收红外线入射波后， 结晶的表面温度改变，自极化也发生改变，结晶表面的电荷变得不平衡，把这种 不平衡电荷的电压变化取出来，便可测出红外线。
热释电材料只有在温度变化时 才产生电压，如果红外线一直照射，则没有不平衡电压，一旦无红外线照射时， 结晶表面电荷就处于不平衡状态，从而输出电压。
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。
红外热释电传感器的作用
红外热释电传感器的作用嘿，朋友们！今天咱来聊聊红外热释电传感器这个神奇的小玩意儿。
你们知道吗，这红外热释电传感器就像是一个超级敏锐的小侦探！它能感知到人体或者其他物体发出的红外线呢。
就好像你在家里，晚上抹黑找东西，突然有一束光照过来，你一下子就能发现它。
红外热释电传感器就是这么厉害，能察觉到那些红外线的变化。
想想看啊，在很多地方它都大显身手呢！比如说在楼道里的感应灯，你走过去，它“唰”地就亮了，这背后可少不了红外热释电传感器的功劳呀。
它就像一个随时准备为你服务的小精灵，默默地工作着。
你说它神奇不神奇？再比如在一些安防系统里，它可是重要的角色呢。
它能时刻警惕着有没有不速之客闯入，一旦有异常，就能及时发出信号。
这就好比家里有了个忠诚的卫士，时刻守护着我们的安全，让人心里特别踏实。
还有啊，在一些智能家居设备中，它也发挥着重要作用。
它能根据你的行动来自动调节一些设备，让你的生活更加便捷舒适。
这不就像是有个贴心的小助手，总是能猜到你的心思，然后默默地为你做好一切吗？而且哦，红外热释电传感器还特别耐用呢，就像一个老黄牛，勤勤恳恳地工作，也不需要你特别精心地去呵护它。
你说，这么个好东西，咱能不喜欢吗？它真的给我们的生活带来了太多的便利和惊喜呀！它就像是隐藏在我们生活中的小魔法，虽然平时可能不太注意到它，但它却一直在默默地发挥着作用。
所以啊，可别小瞧了这红外热释电传感器，它虽然个头不大，但是能量可不小呢！它就像是我们生活中的无名英雄，悄无声息地为我们服务着。
我们真应该好好感谢它，让我们的生活变得更加智能、更加安全、更加舒适。
怎么样，现在是不是对红外热释电传感器有了更深的认识和了解呢？是不是也对它充满了敬意呢？哈哈！。
人体热释电红外传感器PIR原理
人体热释电红外传感器PIR原理人体热释电红外传感器（Passive Infrared Sensor，简称PIR）是一种常用于安防系统和自动控制系统的传感器。
它通过感知人体所释放的红外辐射来检测人的存在。
接下来，我将详细介绍PIR传感器的工作原理。
PIR传感器基于人体的热辐射原理。
人体在运动或者处于不同温度的环境下，会释放出红外辐射，传感器通过检测这种红外辐射来确定人体的存在。
PIR传感器通常由一个镜片、一个红外感应单元和一个信号处理单元组成。
首先，镜片用于收集环境中的红外辐射。
通常，这个镜片是一个分段的圆形或矩形，它可以将环境中的红外辐射聚焦到红外感应单元的元件上。
其次，红外感应单元是PIR传感器的核心部件。
它通常由两个红外感应器构成，每个感应器都包含了一个红外感测元件和一个输电线圈。
一个感应器探测到一个感应元件，而与其相对的感应器探测到另一个感应元件。
当没有人体经过时，两个感应器接收到的红外辐射强度是相等的。
然而，当有人体经过时，红外辐射的分布会发生变化，一个感应器接收到的辐射比另一个感应器接收到的辐射要强。
这是因为人体是一个温度较高的物体，当一个感应器探测到红外辐射时，另一个感应器探测到的辐射会更弱，从而产生一个差异信号。
这个差异信号将被传送到信号处理单元进行分析。
最后，信号处理单元负责接收并处理差异信号。
当差异信号超过一定的阈值时，信号处理单元会触发相应的动作，比如开启报警、开启照明等。
同时，为了提高传感器的灵敏度和减少误报率，信号处理单元也可以采用一些技术，比如时间窗口的技术，只有在特定的时间段内出现差异信号才被触发。
需要注意的是，PIR传感器只能检测到红外辐射的变化，而不能检测到绝对温度或静止物体的存在。
因此，在设置PIR传感器时，应该考虑到人体的运动情况以及环境的温度变化。
总结一下，人体热释电红外传感器PIR是一种通过感知人体所释放的红外辐射来检测人的存在的传感器。
它通过镜片收集环境中的红外辐射，通过红外感应单元检测红外辐射的差异，最后通过信号处理单元进行差异信号的分析和处理。
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。
热释电红外传感器
左右范围
空调中，热释电传感器的菲涅尔透镜 做成球形状，从而能感受到屋内一定空间 角范围里是否有人，以及人是静止着还是 走动着。
谢谢聆听
共同学习相互提高
热释电感应灯
热释电传感器
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
高分贝喇叭
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
热释电传 感器用于自动 亮灯，当然也 可以用于防盗
热释电传感器的感应范围
18
热释电传感器在智能空调中的应用
上 下 范 围
智能空调能检测出屋内 是否有人，微处理器据此自 动调节空调的出风量，以达 到节能的目的。
金属氧化物 陶瓷及薄膜
材料
如Zn0、 BaTi03、 PMN（镁铌 酸铅）、PST （钽钪酸铅）、 BST（钛酸 锶钡）、 PbTi03、 PLT(钛酸铅 镧)、PZT （锆钛酸铅） 等
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780nm-1mm的 长射线称为红外线。
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。
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。
♣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。
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，
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。
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热释电红外传感器
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。
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。
四、人体感应模块只能工作在室内并且工作环境应该避免阳光、强烈灯光直接照射，如果工作环境有强大的射频干扰，可以采用屏蔽措
施。
若遇有强烈气流干扰，关闭门窗或阻止对流。
感应区尽量避免正对着发热电器和物体以及容易被风吹动的杂物和衣物。
五、人体感应模块建议安装在密封的盒里，否则可能一直会有输出信号。
六、如果要求人体感应模块的探测角度小于90度时，可以用不透明胶纸遮挡镜片或裁剪缩小镜片来实现。
七、人体感应模块采用双元探头，人体的手脚和头部运动方向与感应灵敏度有着密切的联系，而且红外模块的特性决定了无法精确控制感应距离。
八、模块中的探头（PIR）可以装焊在电路板的另一面。
也可将探头用双芯屏蔽线延长，长度应在20厘米以内为好。
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。
输出低电平。
3.两种触发方式：L不可重复，H可重复。
可跳线选择，默认为H。
A.不可重复触发方式：即感应输出高电平后，延时时间一结束，输出将自动从高电平变为低电平。
B.可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后
才延时将高电平变为低电平(感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。
4.具有感应封锁时间(默认设置：3-4秒)：感应模块在每一次感应输出后(高电平变为低电平)，可以紧跟着设置一个封锁时间，在此时间段内感应器不接收任何感应信号。
此功能可以实现(感应输出时间和封锁时间)两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。
5.工作电压范围宽：默认工作电压DC5V至20V
6.微功耗：静态电流65微安，特别适合干电池供电的电器产品。
7.输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。
使用说明：
1感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此时间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。
2. 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。
3. 感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。
为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。
基本信息
中文名热释电红外传感器
波长灵敏度0.2~20--um
可以测出10~20米范围
尺寸为2*1mm
目录
基本介绍
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
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。
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
主要结构
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。
故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。
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。
该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。
它利用两个极性相反、大
小相等的干扰信号在内部热释电红外传感器相互
抵消的原理来使传感器得到补偿。
对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。
制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为0.2-20um。
为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。
这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。
优点缺点
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。
抗干扰性能
①防小动物干扰：探测器安装在推荐的使用高度，对探测范围内地面上的小动物，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卤素灯透过玻璃照射，不产生报警。
红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。
红外线热释电传感器对于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。
注意事项
检测器应避开日光、汽车头灯、白炽灯直接照射，也不能对着热源(如暖气片、加热器)或空调，以避免环境温度较大的变化而造成误报；检测器安装必须牢固，避免因风吹晃动而造成误报；传感器表面不允许用手摸；光学透镜外表面要定期用湿软布或棉花擦净，避免尘土影响灵敏度；安装高度2m。
要特别提出的是该检测器电路板在工厂已调试好，保证检测距离大于6m。
若整个报警系统有问题，请不要调整或改动这部分电路，否则检测距离就不能保证。