红外距课程设计 - 副本
红外线距离测量仪设计
毕业设计（论文）题目：红外线距离测量仪设计系(部)：信息工程系专业：电气自动化班级：XXXXX学生：XXX学号：XXXXXXX指导教师：XXX 职称：讲师摘要红外线距离测量是针对当前公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤，加上存在视觉盲区，无法看见车后的障碍物，司机在倒车时很容易刮伤汽车，甚至发生事故的情况而出现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。
该系统能够在汽车以较低的速度进行倒车的过程中，识别出车后部的障碍物，并能够测量车与障碍物之间的距离，在车辆与障碍物发生碰撞前，发出声光报警，提醒司机刹车。
本设计从实验研究分析的角度，分析了红外线测距原理以及国内外此类汽车倒车存在的问题，提出了目前最简单、实用的一种红外线车辆倒车距离测量实现方案，即基于AT89C52单片机为核心的红外线测距倒车测量方案。
关键词：单片机；红外线；传感器；A/D转换作者：XXX指导老师：XXXABSTRACTInfrared vehicle astern distance measurement is in view of the current road, streets, parking lot, garage, etc more and more crowded, plus exist visual blind area, can't see the car after the obstacle, the driver in the reverse is easy to scratch the car, and even the case of an accident and the emergence of an aimed at astern protective car collision avoidance system. The system can in the car at a relatively low speed of reversing the process, a recognition of the obstacles, and can be used to measure the distance between the car and the obstacles in the vehicle and obstacles before collision, send out sound and light alarm to remind the driver brake. This design from the point of view of experiment study, this paper analyzes the principle of infrared ray range at home and abroad such reverse existent problem, put forward the most simple and practical a infrared vehicle astern distance measurement implementation scheme, that is based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core of the infrared range astern measurement scheme.Keywords: SCM; Infrared; sensor；A/D ChangeAuthor:XXXGuiding Teacher: XXX目录第一章引言 (1)第二章硬件介绍 (2)2.1红外线概述红外线概述 (2)2.1.1红外线简介红外线简介 (2)2.1.2红外传感器的分类 (3)2.1.3红外传感器的应用 (5)2.2 AT89C52单片机的概述 (6)2.3 TLC1549简介 (9)第三章红外测距的工作原理与基本结构 (11)3.1红外测距发射与接收器件简介 (11)3.2红外线测距的工作原理 (12)3.3红外测距系统的基本结构 (12)第四章红外线测距的硬件设计 (15)4.1红外测距的实现构想 (15)4.2系统和硬件结构电路图 (15)4.3各硬件的电路设计 (16)第五章红外测距的软件设计 (18)5.1系统软件的结构框图 (18)误差分析 (19)总结 (20)致谢 (21)参考文献： (22)第一章引言随着汽车工业的发展，城市汽车数量迅速增加。
课程设计：红外探测报警器2(1) - 副本
低频电子线路课程设计题目：红外探测报警器姓名：学号：班级：目录第一章引言 (3)第二章题目分析及构思 (4)第三章具体实现3.1部分元器件介绍 (4)3.1.1红外探测器 (4)3.1.2LM358简介 (5)3.1.3555时基电路 (5)3.2电路原理3.2.1红外检测：红外线传感器 (6)3.2.2信号放大电路 (6)3.2.3电压比较器 (7)3.2.4报警延时电路 (7)3.2.5 555多谐振荡电路 (8)3.3 整体电路 (9)第四章设计心得体会 (9)第五章参考文献 (10)第一章引言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。
尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，所以采用以电子技术、传感器技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成一个系统，将发挥最大的功能作用。
本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础，而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器，这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电信号，同时，它还能鉴别出运动的生物和其他非生物。
热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。
这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。
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，它是通过目标发出的红外辐射来探测目标的。
其相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、108°等传感器和带有PCB 控制电路的传感器。
红外检测实验课程设计
红外检测实验课程设计一、教学目标本课程旨在通过红外检测实验，让学生掌握红外线的产生、特性及其在实际应用中的基本原理。
通过课程学习，学生应能理解红外线的物理本质，掌握红外检测的基本方法，并能够运用所学知识分析、解决实际问题。
在技能方面，学生应能熟练操作红外检测设备，进行红外线辐射强度的测量和数据分析。
在情感态度价值观方面，培养学生对物理实验的兴趣，提高学生科学探究的能力，使学生认识到红外线在现代科技领域的重要作用。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：首先，介绍红外线的产生、红外线的特性及其与电磁波谱的关系；其次，讲解红外检测的原理，包括红外探测器的工作原理及其性能参数；然后，通过实验操作，让学生掌握红外检测设备的正确使用方法，学会进行红外线辐射强度的测量和数据分析；最后，结合实际应用案例，使学生了解红外检测技术在各个领域的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
首先，通过讲授法，为学生提供系统的理论知识；其次，利用讨论法，引导学生进行主动思考和问题分析；再次，通过案例分析法，使学生了解红外检测技术在实际应用中的具体做法；最后，运用实验法，让学生在动手实践中掌握红外检测的基本技能。
四、教学资源为了支持课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：教材《红外检测技术与应用》，为学生提供系统的理论知识；参考书《红外探测器原理与设计》，为学生深入理解红外检测技术提供帮助；多媒体资料，包括红外线产生和检测的动画演示，以及实际应用案例的视频介绍，丰富学生的学习体验；实验设备，包括红外检测仪、光源、探测器等，为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化评价方式，全面客观地评价学生的学习成果。
评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现，评价学生的学习态度和课堂表现。
2.作业：布置适量的作业，让学生巩固所学知识，通过批改作业了解学生的掌握程度。
红外遥控器课程设计
摘要单片机遥控系统是将红外遥控技术和单片机应用技术相结合的一种方案。
本系统为红外遥控电子密码锁的控制管理部分，只要再连接上不同用途的电磁锁即可成为一个完整的红外遥控电子密码锁系统应用到各种领域中。
而且本系统还设计有学习NEC红外编码遥控器的功能，通过红外接收解码电路，把遥控器的键码还原并储存起来，再利用查找对比的方法便能够识别不同的遥控器，大大提高了系统的灵活性和实用性。
本系统以单片机作为核心元件将电子密码锁和无线遥控技术结合起来，使其具有修改密码、报警锁定等功能，不仅能进行远距离遥控解锁，还能实现近距离按键密码初始化及复位解除报警。
同时采用E2PROM作为存储单元，方便用户存储、修改密码和遥控器键码；采用LCD显示令使用更加方便直观。
红外线遥控电子密码锁能实现多种控制功能，改善了传统机械锁的各种缺点，有较好的市场发展前景和技术应用价值。
而且本系统的红外接收解码部分延时计数准确，并且有错误校验，所以整个接收解码的准确性非常高。
设计电路主要由红外线解码学习电路、密码修改和存储电路、声光提示报警电路、LCD 显示电路组成。
系统能完成输入密码开锁、出错报警、超次锁定、修改用户密码等基本的密码锁的功能，并且还能实现远距离遥控、按键密码初始化、掉电存储、声光提示、遥控器学习识别等附加功能。
关键词：电子密码锁红外遥控单片机NEC编码遥控器学习目录1 设计目的意义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 在线编程电路和实物图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1在线编程电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2实物图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 设计方案. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 3.1发射模块的方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 3.2接收模块的方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 4硬件分析及设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 4.1发射模块原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 4.1.1红外发送系统原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 4.1.2 NEC编码格式介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 4.2接收模块原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.2.1接收解码原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.2.2该模块的硬件电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 4.3存储模块原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144.4液晶显示模块原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155 软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 5.1编程语言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 5.2主要程序说明及流程图.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 5.2.1主程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 5.2.2接收解码程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 5.2.3密码判断、报警及修改程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 5.2.4主函数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 6功能分析及总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 7具体操作流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 设计目的意义随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其重要。
stm32红外测距课程设计
stm32红外测距课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解STM32的硬件结构和基本编程方法。
2. 掌握红外测距的原理及其在STM32上的应用。
3. 学习使用传感器进行距离检测，并能够通过STM32处理传感器数据。
技能目标：1. 能够正确使用万用表、示波器等工具进行电路调试。
2. 培养学生动手实践能力，独立完成STM32与红外传感器的接线与程序编写。
3. 培养学生分析问题、解决问题的能力，对红外测距数据进行处理和应用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱科学，对电子技术和编程产生浓厚兴趣。
2. 培养学生团队协作意识，学会分享、交流学习经验。
3. 培养学生创新思维，敢于尝试新方法，勇于面对挑战。
课程性质：本课程为实践性课程，结合理论知识与动手操作，让学生在实践中掌握STM32红外测距技术。
学生特点：本课程针对高中年级学生，具备一定的电子基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇。
教学要求：以学生为主体，注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提高学生的动手实践能力和创新能力。
通过本课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 理论知识：- STM32微控制器的基本架构与编程环境介绍。
- 红外测距原理，包括红外发射、接收及信号处理方法。
- 数字信号处理基础，包括滤波算法和距离计算方法。
2. 实践操作：- 使用红外传感器模块进行距离测量。
- STM32与红外传感器的硬件连接与接口配置。
- 编写程序读取传感器数据，并实现距离显示和报警功能。
3. 教学大纲：- 第一阶段：STM32基础知识和编程环境熟悉（1课时）。
- 第二阶段：红外测距原理学习及传感器特性分析（1课时）。
- 第三阶段：实践操作，包括硬件接线、程序编写及调试（2课时）。
- 第四阶段：成果展示与问题讨论，学生相互评价，教师总结（1课时）。
4. 教材关联：- 《单片机原理与应用》中关于STM32的章节。
- 《传感器技术与应用》中关于红外传感器的章节。
课程设计-红外遥控开关(完整版附程序)
2008届计算机与信息学院计算机科学与技术专业一．课程设计题目：红外遥控开关二．课程设计任务内容1.课程设计的目的意义：通过课程设计培养同学们的系统设计能力，使同学们达到以下能力训练：⑴、调查研究、分析问题的能力；⑵、使用设计手册、技术规范的能力；⑶、查阅中外文献的能力；⑷、制定设计方案的能力；⑸、计算机应用的能力；⑹、设计计算和绘图的能力；⑺、技术经济指标的分析能力；⑻、语言文字表达的能力。
2.本课题研究的主要内容：设计一个多路红外遥控开关，利用市售彩电遥控器（以编码芯片LC7461为例），发送遥控器键盘数字信号，控制器接收解码，控制相应的输出。
基本要求：⑴、设计实验电路（要求利用实验仪的硬件资源）⑵、分析实验原理⑶、列出实验接线表⑷、采用汇编语言编写实验程序⑸、通过实验验证功能的实现⑹、编写课程设计说明书红外遥控技术的出现，大大方便了人们的生活，而单片机技术的出现，给现代工业测控领域带来了一次新的革命。
红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点从而成为了当今非常流行的一种控制方式，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
红外遥控器是一种利用红外遥控系统来控制被控对象的系统.整个系统由数字电路和模拟电路两个部分组成。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发射器；接收部分包括红外接收、解调、解码电路。
关键字：红外遥控器，红外发射，红外接收，单片机第一章绪论 (1)1.1红外遥控技术简介 (1)1.2红外遥控技术特点 (1)第二章红外遥控系统设计方案 (2)2.1红外遥控系统框图 (2)2.2遥控发射器及其编码 (2)2.3红外接收器及解码 (3)2.4系统程序控制流程 (4)2.5技术难点 (4)第三章红外遥控开关硬件系统设计 (5)3.1处理芯片的选择 (5)3.2显示器件的选择 (5)3.3红外遥控发射器的选择 (6)3.4红外接收器的选择 (6)第四章红外遥控开关软件系统设计 (7)4.1主控程序 (7)4.2遥控发射部分 (7)4.3遥控接收解码部分 (8)4.4遥控接收处理部分 (10)4.5精确延时部分 (10)第五章设计调试 (12)5.1实验仪与机器的连接 (12)5.2硬件系统的调试 (12)5.3软件系统的调试 (12)第六章小结 (13)参考文献 (14)附录（计算机程序清单） (15)第一章绪论目前市面上的遥控器很多，对于家电设备的控制，首选的就是红外遥控器，多功能红外遥控器是在普通红外遥控器的基础上，应市场需求而产生的，它能控制不同种类的设备，并且操作方便，深受人们的喜爱。
实现红外测距功能学习手册课程目标
实现红外测距功能学习手册一、课程目标1、熟悉红外测距传感器的基本结构；2、能根据实际需要分析如何利用红外测距传感器；3、会搭建红外测距物理电路，能根据具体需求进行逻辑分析，完成红外测距传感器和LED灯联动代码编写，实现红外测距效果；4、感受红外测距传感器在我们日常生活中的运用；5、培养分析问题的能力和勇于探究的精神。
二、学习提纲1.体验红外测距传感器的应用范围2.认识GP2Y0A21红外测距传感器3.搭建红外测据功能物理链路4、读取距离传感器数值5、编写红外测据传感器与LED灯的联动代码6、测试红外测据功能三、学习内容：（一）、体验红外测距传感器的应用范围观看扫地机器人的微视频，了解距离传感器的应用范围（二）、认识GP2Y0A21红外测距传感器GP2Y0A21红外测距传感器是是夏普公司生产的，十分常用的一款传感器。
它采用了三角测量原理，具有很强的适应性与抗干扰性，目前主要运用于机器人、壁障小车等。
GP2Y0A21距离传感器上有一个红外发射器，会按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束反射回来，如图所示。
反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L,利用三角关系，在知道了发射角度a,偏移距L,中心矩X,以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来。
物体X 红外件发射as（三）、搭建红外测据功能物理链路实验器材：安装arduion实验环境的PC一台，arduion传感器套件中的主控板和扩展板各一个，绿红黑数字连接线二条，蓝红黑模拟连接线二条，USB数据线一条，一个LED红灯模块作为报警器，一个红外测距传感器。
物理连接：将扩展板和主控板插好，利用各种线缆将红外测距传感器、LED红灯与Arduino扩展板上相应针脚连接，再将Arduino主控板与电脑连接，供电后主控板指示灯点亮。
（四）、读取距离传感器数值通过“给模拟量赋值”语句定义一个距离变量dis, dis的值由距离传感器测得的数据值通过公式转化而来，转化公式为dis= "67870/ （模拟针脚5获取的值-3） -40" , dis的值表示靠近传感器的物体与传感器间距离，单位为mm。
红外线实验教学设计方案
由红外发射器和接收器组成
02 应用
用于接近检测、避障等场景
03
红外线信号的处理
信号处理方式
放大 滤波
数字化处理
将模拟信号转换为数字信 号
结论
红外线实验为学生提供了实践机会，帮助他们深 入理解光学和信号处理领域的知识。通过实验， 学生可以更好地掌握红外线技术的原理和应用， 为将来的学习和工作打下良好基础。
红外线技术在医疗领域中的应用
红外线成像 技术
用于医学影像诊 断
红外线治疗 技术
应用于疼痛治疗 和物理治疗
红外线技术的未来发展趋势
01 红外线技术的新应用领域
包括无人机技术、智能交通等
02 红外线技术的创新方向
注重研发更高效、更节能的红外线技术产品
03
实验总结和展望
实验的意义 和价值
探索红外线技术 在不同领域的应
详细描述红外线实验 的步骤，强调操作注 意事项，以及数据记 录和分析方法。学生 需严格按照实验方法 进行操作，确保实验 数据准确性。
能
理解红外线的基 本原理
提高学生的 科学素养
培养学生的科学 思维和创新能力
培养学生的 实验能力
提高学生的操作 实验技能
● 02
第2章 红外线的发现历程
● 04
第四章 红外线实验的设计与 搭建
实验器材的选购
在进行红外线实验的 设计与搭建过程中， 选择合适的实验器材 至关重要。对于红外 线发射器，需要考虑 其输出功率、工作频 率等参数；而红外线 接收器的选择则需关 注其灵敏度、接收距 离等特性。确保选购 到性能稳定可靠的器 材，是成功开展实验 的基础。
● 03
第三章 红外线实验的基本原 理
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摘要现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
为了实现物体近距离、高精度的无线测量，我采用红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换、显示以及与PC机的通信程序，开发了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，并且可以将距离量通过串口发送到PC机显示处理、本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用，另外本系统形成了一套完善的软硬件开发平台，可以进行扩展、移植和做进一步的开发。
下面是红外测距的相关课程设计。
目录摘要 (1)一、红外线简介 (3)1.1 红外线传感器的分类 (3)1.2红外线传感器的应用 (5)二、实验目的 (6)三、实验内容 (6)四、实验仪器 (6)五、红外测距原理 (6)5.1、时差法光电测距基本原理 (6)5.2、相位法光电测距基本原理 (7)5.3、三角法光电测距基本原理 (8)六、红外测距的基本结构及系统框图 (8)6.1 主要元件分析 (9)1.红外线发射器件 (9)6.2、红外测距硬件电路设计 (10)1.单片机最小系统 (10)2. 红外发射电路设计 (11)3. 红外接收放大电路设计 (12)4. 电源电路 (12)5. 数码管显示电路图 (13)6. 系统总电路图及元器件 (13)七、总结 (15)一、红外线简介近二十年来，红外辐射技术已成为一门迅速发展的新兴技术科学，它已广泛应用于生产、科研、军事、医学等各个领域。
红外辐射技术是发展测量技术、遥感技术和空间科学技术的重要手段。
红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质，任何物质只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。
它的波长介于可见光和微波之间，它的波长范围大致在0.75μM-1000μM的频谱范围之内，红外线与可见光、紫外线、x射线、y射线和微波、无线电波一起构成了整个无线连续的电磁波谱。
在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和极远红外区。
它已在科技、国防和工农业生产等领域获得广泛的应用红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
1.1红外线传感器的分类常见红外传感器可分为热传感器和光子传感器。
(1)热传感器热传感器是利用入射红外辐射引起传感器的温度变化，进而使有关物理参数发生相应的变化，通过测量有关物理参数的变化来确定红外传感器所吸收的红外辐射。
热探测器的主要优点是相应波段宽，可以在室温下工作，使用简单。
但是，热传感器相应时间较长，灵敏度较低，一般用于低频调制的场合。
热传感器主要类型有：热敏传感器型，热电偶型，高莱气动型和热释放电型四种。
(a)热敏电阻型传感器热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧解而成的，热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻上，其温度升高，电阻值减少。
测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射的红外辐射的强弱，从而可以判断产生红外辐射物体的温度。
(b)热电偶型传感器热电偶是由热电功率差别较大的两种材料构成。
当红外辐射到这两种金属材料构成的闭合回路的接点上时，该接点温度升高。
而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，此时，在闭合回路中将产生温差电流。
同时回路中产生温差电势，温差电势的大小，反映了接点吸收红外辐射的强弱。
利用温差电势现象制成的红外传感器称为热电偶型红外传感器，因其时间常数较大，相应时间较长，动态特性较差，调制频率应限制在10HZ以下。
(c)莱气动型传感器高莱气动型传感器是利用气体吸收红外辐射后，温度升高，体积增大的特性，来反映红外辐射的强弱。
它有一个气室，以一个小管道与一块柔性薄片相连。
薄片的背向管道一面是反射镜。
气室的前面附有吸收模，它是低热容量的薄膜。
红外辐射通过窗口入射到吸收模上，吸收模将吸收的热能传给气体，使气体温度升高，气压增大，从而使柔镜移动。
在室的另一边，一束可见光通过栅状光栏聚焦在柔镜上，经柔镜反射回来的栅状图像又经过栅状光栏投射到光电管上。
当柔镜因压力变化而移动时，栅状图像与栅状光栏发生相对位移，使落到光电管上的光量发生改变，光电管的输出信号也发生变化，这个变化量就反映出入射红外辐射的强弱。
这种传感器的特点是灵敏度高，性能稳定。
但响应时间性长，结构复杂，强度较差，只适合于实验室内使用。
(d)热释电型传感器热释电型传感器是一种具有极化现象的热晶体或称“铁电体”。
铁电体的极化强度（单位面积上的电荷）与温度有关。
当红外线辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时，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，所以叫做热释电型传感器。
如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则负载电阻上便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，从而反映入射的红外辐射的强弱。
由此可见，热释电型红外传感器的电压响应率正比于入射辐射变化的速率。
当恒定的红外辐射照射在热释电传感器上时，传感器没有电信号输出。
只有铁电体温度处于变化过程中，才有电信号输出。
所以，必须对红外辐射进行调制（或称斩光），使恒定的辐射变成交变辐射，不断的引起传感器的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变的信号。
(2)光子传感器光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照射下，产生光子效应，使材料电学性质发生变化。
通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。
利用光子效应所制成的红外传感器。
统称光子传感器。
光子传感器的主要特点灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率。
但其一般须在低温下工作，探测波段较窄。
按照光子传感器的工作原理，一般可分为内光电和外光电传感器两种，后者又分为光电导传感器、光生伏特传感器和光磁电传感器等三种。
(a)外光电传感器当光辐射在某些材料的表面上时，若入射光的光子能量足够大时，就能使材料的电子逸出表面，这种现象叫外光电效应或光电子发射效应。
光电二极管、光电倍增管等便属于这种类型的电子传感器。
它的响应速度比较快，一般只需几个毫微秒。
但电子逸出需要较大的光子能量，只适宜于近红外辐射或可见光范围内使用。
(b)光电导传感器当红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫光电导现象。
利用光电导现象制成的传感器称为光导传感器，如硫化铅、硒化铅、锑化铟、碲隔汞等材料都可制光电导传感器。
使用光电导传感器时，需要制冷和加一定的偏压，否则会使响应率降低，噪声大，响应波段窄，以致使红外线传感器损坏。
(c)光生伏特传感器当红外辐射照射在某些半导体材料的PN结上时，在结内电场的作用下，自由电子移向N区，如果PN结开路，则在PN结两端便产生一个附加电势，称为光生电动势。
利用这个效应制成的传感器或PN结传感器。
常用的材料为砷化铟、锑化铟、碲化汞、碲锡铅等几种。
(d)光磁电传感器当红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴将向内部扩散，在扩散中若受强磁场的作用，电子与空穴则各偏向一方，因而产生开路电压，这种现象称为光磁电效应。
利用此效应制成的红外传感器，叫做光磁电传感器。
光磁电传感器不需致冷，响应波段可达7μM左右，时间常数小，响应速度快，不用加偏压，内阻极低，噪声小，有良好的稳定性和可靠性。
但其灵敏度低，低噪声前置放大器制作困难，因而影响了使用。
1.2红外线传感器的应用红外传感器的应用主要体现在以下几个方面：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其运动进行跟踪。
3、热成像系统：能形成整个目标的红外辐射分布图像。
4、红外测距系统：实现物体间距离的测量。
（利用的是红外线传播时的不扩散原理，因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线）5、通讯系统：红外线通信作为无线通信的一种方式。
6、混合系统：是指以上各类系统中的两个和多个组合。
二、实验目的1、了解光电测距的基本原理及方法；2、熟悉红外测距的原理及方法；3、掌握一种红外测距传感器测距基本使用方法。
三、实验内容1、光电测距的基本原理及方法的学习；2、红外测距的原理及方法的熟悉；3、通过距离测量及数据处理，掌握红外测距传感器测距基本使用方法。
四、实验仪器光电传感器技术实验台、光电测距实验模块、挡板（自制）、米尺（自备）、导线。
五、红外测距原理5.1、时差法光电测距基本原理时差法光电测距是通过测定光波（或电磁波），在待测距离上往返传播的时间D t 2来计算待测距离D 的，如图-1所示，测距的基本公式为：212D D ct =式中c ——光波（或电磁波）在大气中的传播速度。
图-1光波在测线上的往返传播时间D t2，可以直接测定，也可以间接测定。
直接测定光波传播时间是用一种脉冲波，它是由仪器的发送设备发射出去，被目标反射回来，再由仪器接收器接收，最后由仪器的显示系统显示出脉冲在测线上往返传播的时间D t2或直接显示出测线的斜距，这种测距仪称为脉冲式测距仪。
间接测定光波传播时间是采用一种连续调制波，它由仪器发射出去，被反射回来后进入仪器接收器，通过发射信号与返回信号的相位比较，即可测定调制波往返于测线的迟后相位差中小于2π的尾数。
用n个不同调制波的测相结果，便可间接推算出传播时间D t2，并计算（或直接显示）出测线的倾斜距离。
这种测距仪器称为相位式测距仪。
目前这种仪器的计时精度达10-10s以上，从而使测距精度提高到lcm左右，可基本满足精密测距的要求。
现今用于精密测距的测距仪多属于这种相位式测距仪，我们将讨论用于控制测量的相位式光电测距仪。
5.2、相位法光电测距基本原理相位法也是时差法中的一种，属于间接测量的方法。
A,两点的距离D，将相位式光电测距仪整置于A点（称如图-2（a）所示，测定B测站），反射器整置于另一点B（称镜站）。
测距仪发射出连续的调制光波，调制波通过测线到达反射器，经反射后被仪器接收器接收（如图-2（b））。
调制A,两点之间调制光的往程和波在经过往返距离2D后，相位延迟了Φ。
我们将B返程展开在一直线上，用波形示意图将发射波与接收波的相位差表示出来，如图-2（c）所示。
图-2设调制波的调制频率为f ，它的周期f T /1 ，相应的调制波长212D D ct =。
由图-2（c ）可知，调制波往返于测线传播过程所产生的总相位为F ，根据相位F 和时间D t 2的关系式2D wt F =，其中w 为角频率，2c D f p =F5.3、三角法光电测距基本原理因光的传播速度较快,用往返测时间的方法不适合短距离的测距，红外传感器运用三角测量法，使用一个红外光辐射源和一个小线阵ccd 光敏感元件进行距离测定。