红外测距及其应用研究
红外线测距原理
红外线测距原理红外线测距技术是一种利用红外线作为测距信号的测距技术。
红外线是一种波长较长于可见光的电磁波，其波长范围在0.75μm至1000μm之间。
红外线测距技术通常应用于工业自动化、安防监控、无人驾驶等领域，其原理简单、成本低廉、测距精度高，因此备受青睐。
本文将介绍红外线测距的原理及其应用。
红外线测距的原理是利用红外线的特性进行距离测量。
当红外线照射到目标物体上时，部分红外线会被目标物体吸收，而另一部分会被目标物体反射回来。
通过测量反射回来的红外线的强度，可以计算出目标物体与红外线传感器之间的距离。
红外线传感器通常采用红外发射管和接收管组成，发射管发射红外线，接收管接收反射回来的红外线，通过测量接收到的红外线强度来计算距离。
红外线测距技术的优势在于其测距精度高、测量速度快、不受光照影响等特点。
在工业自动化领域，红外线测距技术常常用于物体定位、距离测量、目标检测等方面。
在安防监控领域，红外线测距技术可以用于红外对射、红外防区等安防设备中。
在无人驾驶领域，红外线测距技术可以用于智能车辆的环境感知、障碍物检测等方面。
红外线测距技术的应用还在不断拓展，随着技术的发展，红外线测距传感器的性能不断提高，测距精度和测量速度得到了进一步提升，同时成本也在不断降低。
未来，红外线测距技术有望在更多领域得到广泛应用，为各行各业带来更多便利。
总的来说，红外线测距技术是一种成熟、稳定、高效的测距技术，其原理简单，应用广泛。
随着技术的不断进步，红外线测距技术有望在更多领域得到应用，为社会发展带来更多的便利和创新。
希望本文的介绍能够让读者对红外线测距技术有一个更加清晰的认识，为相关领域的应用提供一定的参考和帮助。
红外测距原理
红外测距原理红外测距技术是一种利用红外线进行测距的技术，它广泛应用于工业、军事、民用等领域。
红外测距原理是基于红外线在空气中传播的特性，通过测量红外线的传播时间来实现测距。
红外线是一种电磁波，其波长在可见光和微波之间，具有很强的穿透能力和不易受到外界干扰的特点，因此在测距应用中具有很大的优势。
红外测距的原理主要包括发射红外线和接收红外线两个过程。
首先是红外线的发射，通常采用红外发射二极管来实现。
当红外发射二极管受到电压激励时，会发出一束红外线，这束红外线会沿着特定方向传播，并在遇到障碍物时发生反射。
接下来是红外线的接收，通常采用红外接收二极管来实现。
当红外线遇到障碍物反射回来时，会被红外接收二极管接收到，并转化为电信号输出。
红外测距的原理基于红外线的传播时间与距离成正比的关系。
当红外线发射后，经过一定的时间后被红外接收二极管接收到，通过测量这个时间差，就可以计算出红外线传播的距离。
这个时间差可以通过电子元件来实现精确测量，并将测得的距离信息输出到显示屏或其他设备上。
红外测距原理的核心是利用红外线的传播特性来实现距离测量，它具有测距精度高、反应速度快、不受光线干扰等优点，因此在很多应用中得到了广泛的应用。
例如，在工业自动化中，红外测距技术可以用于物体的定位和跟踪；在军事领域，红外测距技术可以用于火控系统和导航系统；在民用领域，红外测距技术可以用于智能家居和安防监控等方面。
总的来说，红外测距原理是一种基于红外线传播特性的距离测量技术，它通过发射红外线、接收反射红外线并测量传播时间来实现距离测量。
这种技术具有许多优点，并且在各个领域都有着广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信红外测距技术会有更多的创新和突破，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
实验三 红外测距原理实验
数据处理：
1、数据列表，并电压与距离间的变化关系，并画出V-D曲线；
2、计算测量距离与实际距离间的相对误差；
3、分析产生误差可能的原因。
【实验结果与数据处理】
表1 红外测距实验数据记录
实际距离
10cm
15cm
20cm
25cm
30cm
35cm
40cm
挡板 1块 卷尺 1把
【实验原理】
红外测距仪是一种光电传感器，它通过发射红外线并测量红外线被反射回来的时间或相位来计算被测物体和测距模块之间距离，以电压大小的形式输出给主控制器，得出测量距离。
1、红外测距结构原理
红外测距主要通过三种原理来实现。其中最直接的方法是往返测时法，它通过测量红外线发射到红外线接收的时间间隔t，即可得到测量距离D为：
（式1-2）
得到：
（式1-3）
【实验步骤及注意事项】
实验步骤：
1、检查实验模块是否断电，在断电情况下进行实验。
2、用2#连接导线将“PSD_Vo”端口与数据采集与处理单元中的“A/D”端口相连。
3、打开实验模块电源，观察液晶屏是否工作正常，观察液晶屏是否有示数显示。
4、将挡板放置在结构件探测前端10cm-80cm范围内，且使挡板与传感器垂直；在10cm-80cm的距离范围内，水平移动挡板距离，观察液晶屏显示的电压数值与距离数据是否变化。
70cm
75cm
80cm
V
0.586
0.571
0.508
0.476
0.425
0.391
0.372
测量距离D(cm)
50.7
52.6
58.9
红外探测技术的研究与应用
红外探测技术的研究与应用红外探测技术是一项关键技术，广泛应用于军事、医学、工业、环保等领域，具有极大的社会和经济价值。
本文将从红外光谱、红外热成像、红外探测器和未来应用几个方面展开，介绍红外探测技术的研究和应用。
一、红外光谱红外光谱是指物质在吸收、发射和散射红外辐射时所表现出的谱带。
红外光谱技术可以通过分析物质的峰位和峰型，来判断物质的化学性质。
比如，近红外光谱技术已经广泛应用于食品检测、生物医学、气体检测、材料检测等领域。
红外光谱技术还可以用于病理医学。
有研究表明，近红外光谱技术在神经衰弱、血脂异常、糖尿病等疾病的检测中具有很高的准确性。
这表明红外光谱技术在医学领域的应用前景非常广阔。
二、红外热成像红外热成像是利用物体在红外波段的放射能量对物体进行成像的技术。
其原理是物体在红外波段的辐射能量与其表面温度直接相关。
因此，通过测量物体的辐射能量，可以确定物体表面的温度分布，从而实现对物体的成像。
红外热成像技术广泛应用于工业领域，特别是在对接触不到的设备和工业轨道的监测上。
典型的应用包括机械失效的检测、机器人故障检测、设备性能的优化等。
此外，红外热成像技术还广泛应用于军事监测和气象预测等领域。
三、红外探测器红外探测器是用于检测红外辐射的元件，其可见光谱外还可检测短波红外(0.7μm-3μm)、中波红外(3μm-8μm)、长波红外(8μm-15μm)和热辐射>15μm。
红外探测器广泛应用于军事、航空、环保等领域。
红外探测器的研究主要包括材料研究和阵列研究。
其中，阵列研究主要关注如何实现低成本、高分辨率、高信噪比的红外探测器技术。
四、未来应用未来，红外探测技术在医疗、安全、环保等领域的应用将更加广泛。
比如，高分辨率的红外热成像技术可以应用于医疗领域，用于检测人体内部的炎症和肿瘤等病变；在环保领域，红外成像技术也可以用于监测大气污染和地表水以及土壤的污染情况。
因此，红外探测技术对于我们的生活和社会的重要性不言而喻。
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》范文
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步，红外温度监测仪在众多领域中得到了广泛的应用，如工业生产、医疗诊断、环境监测等。
然而，传统的红外温度监测仪在测量时往往受到距离的影响，导致测量结果存在误差。
因此，研究并实现具有距离自动修正功能的红外温度监测仪，具有重要的应用价值。
本文旨在研究该监测仪的原理、设计、实现及其实验结果。
二、相关工作与原理分析首先，需要明确红外温度监测的基本原理。
红外温度监测仪通过接收物体发射或反射的红外辐射，将其转换为电信号，进而计算出物体的温度。
然而，由于测量距离的变化，会导致红外辐射的接收强度发生变化，从而影响温度测量的准确性。
为了解决这一问题，我们提出了具有距离自动修正功能的红外温度监测仪。
其基本原理是通过在红外温度监测仪中加入距离传感器，实时获取测量距离信息。
然后，结合距离与红外辐射强度的关系，对测量结果进行自动修正，以提高测量的准确性。
三、系统设计与实现1. 系统设计系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计包括红外传感器、距离传感器、微处理器等部分的选型和电路设计。
软件设计则包括数据采集、处理、修正及显示等功能的实现。
在硬件设计方面，我们选择了高灵敏度的红外传感器和距离传感器，以保证测量的准确性。
同时，采用微处理器对数据进行处理和修正，以实现自动化的功能。
在软件设计方面，我们采用了模块化的设计思想，将系统分为数据采集、数据处理、距离修正、温度计算和结果显示等模块。
每个模块都有明确的功能和输入输出，便于后续的维护和升级。
2. 实现过程在实现过程中，我们首先完成了硬件电路的搭建和调试。
然后，根据系统设计的需求，编写了相应的软件程序。
在程序编写过程中，我们采用了C语言作为主要编程语言，以实现对硬件的驱动和控制。
同时，我们还采用了嵌入式系统技术，将程序烧写到微处理器中，以实现系统的自动化和实时性。
四、实验与结果分析为了验证系统的性能和准确性，我们进行了实验测试。
红外测距原理
红外测距原理红外测距技术是一种利用红外线来测量目标距离的技术。
它利用红外线在空气中的传播特性，通过测量红外线的反射或传播时间来计算目标物体与测距仪之间的距离。
红外测距技术在工业、军事、自动化控制等领域都有广泛的应用，其原理简单、精度高、反应速度快，因此备受青睐。
红外测距原理主要是基于红外线的特性进行测距的。
红外线是一种电磁波，波长长于可见光，但短于微波，具有很好的穿透性和直线传播性。
在红外测距仪中，通常会有一个红外发射器和一个红外接收器。
红外发射器会发射一束红外线，这束红外线会被目标物体反射或者传播，然后被红外接收器接收。
当红外线被目标物体反射时，红外接收器会接收到反射的红外线，然后通过内部的电路进行处理，最终得到目标物体与测距仪之间的距离。
而当目标物体是自发发射红外线时，红外接收器同样可以接收到红外线，并进行处理得到距离。
这种原理基于红外线的传播特性，实现了对目标物体距离的测量。
红外测距技术的精度主要受到红外线的传播特性和测距仪的精度影响。
红外线在空气中的传播速度是一个常数，因此主要受到测距仪的精度影响。
通常情况下，测距仪会有一个内部的时钟，用来计时红外线的传播时间，然后通过内部的算法计算得到目标物体的距离。
因此，测距仪的时钟精度和算法的准确性对测距精度有很大的影响。
除了精度外，红外测距技术的反应速度也是其优势之一。
由于红外线的传播速度很快，因此红外测距技术可以实现非常快速的测距，适用于对目标物体进行快速测量的场合。
这使得红外测距技术在自动化控制、安防监控等领域有着广泛的应用。
总的来说，红外测距原理是基于红外线的传播特性，利用红外发射器和接收器进行测距的技术。
其优势在于精度高、反应速度快，适用于工业、军事、自动化控制等领域。
随着科技的不断发展，红外测距技术将会有更广泛的应用前景。
红外扫描技术的测距应用
可 以通 过几何 关系计 算 出来 了。应 用 该 且测 速非常快。 原理制成 的测距 设备体 积很 小 ，便 于集
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红外探测技术的应用及发展
红外探测技术的应用及发展1. 引言1.1 红外探测技术的定义红外探测技术是一种利用物体自身辐射的红外波段能量来实现探测和识别的技术。
红外辐射是一种与可见光类似的电磁波，其波长范围在0.75μm至1000μm之间。
由于大部分物体在常温下都会发出红外辐射，因此红外探测技术可以在没有任何照明的情况下实现对物体的探测和识别。
这使得红外探测技术在各个领域具有广泛的应用前景。
通过对物体发出的红外辐射进行探测和分析，可以实现对物体的温度、形状、结构等特征的识别和判断。
这种无需接触的探测方式不仅可以实现远距离的监测和侦察，还可以在复杂环境下实现准确识别，具有很高的实用价值。
随着红外探测技术的不断发展和进步，其在军事、安防、医学等领域的应用也将越来越广泛，为社会的发展和进步提供更多可能性。
1.2 红外探测技术的重要性和应用前景在未来，随着红外探测技术的不断发展和创新，其应用前景将更加广阔。
预计红外探测技术将在智能家居、智能交通、医疗健康等领域发挥更大的作用，为人们的生活带来更多便利和舒适。
红外探测技术的重要性将不断提升，其应用前景也将更加丰富多彩。
2. 正文2.1 红外探测技术在军事上的应用在军事情报侦察方面，红外探测技术可以实现对地面、地下、空中和海面目标的高精度识别和监测。
通过红外成像技术，军方可以获取目标的热量分布和特征，进而进行情报收集和分析，为军事决策提供重要依据。
红外探测技术在导弹制导系统中的应用也是十分重要的。
红外制导导弹可以通过红外探测头锁定目标，实现精准打击，提高命中率和杀伤力。
红外导引系统也可以避开目标的干扰，提高导弹的生存能力和作战效果。
红外探测技术还被广泛应用于无人机、飞机、坦克等军事装备中。
通过搭载红外传感器，这些装备可以在夜间、恶劣天气条件下依然有效地进行目标侦察、攻击和防御，提高作战效率和生存能力。
红外探测技术在军事上的应用已经成为现代军事作战的重要组成部分，为提升军事实力、保障国家安全发挥着关键作用。
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编号南京航空航天大学毕业论文题目红外测距及其应用研究学生姓名王程一学号030810217学院自动化学院专业自动化班级0308102指导教师章海清副教授二〇一二年六月南京航空航天大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：红外测距及其应用研究）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
作者签名：年月日（学号）：红外测距及其应用研究摘要红外测距、超声波测距和激光测距为目前测距领域三大测距方式。
本文主要研究利用红外测距对某种密闭容器内的液体高度进行检测的可行性。
GP2Y0A21红外测距传感器是夏普公司生产的，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、壁障小车等作为辅助传感器使用。
但作为一种测距传感器却几乎没有人研究过其测距特性。
结合毕业设计所要达到的目的，搭建实验平台，创建实验环境，用大量的实验说明其测距特性，应用范围。
再引入单片机，构建基于GP2Y0A21红外测距传感器的测距系统，对传感器的输出型号进行线性化、滤波等处理，最终于数码管上显示较为精确的测距结果。
最后将其应用到液体液面，并在其中间加装玻璃板，已验证其对密闭容器内的液体液面高度检测的可行性。
关键词：红外测距，三角测量，线性化，滤波。
Infrared Distance Measurement and Its ApplicationAbstractInfrared ranging,ultrasonic ranging,and laser ranging is three ranging way in ranging field. This paper studies the use of infrared distance the height of liquid to test the feasibility of some kind of airtight container.GP2Y0A21infrared distance sensor is Sharp Corporation’s production,is very commonly used in the sensor field.It uses the triangulation principle,has a strong adaptability and anti-interference,mainly used as an auxiliary sensor used in robotics,barrier car and so on.But as a ranging sensor,almost no one has studied it’s location characteristic.I will build the experiment platform,creating the experimental environment,with a large number of experiments show its location characteristics,application scope,combining graduation design to achieve the purpose. Re-introduction of microcontroller build GP2Y0A21infrared distance sensor-based ranging system, the output of the sensor model linearization,filtering and processing,culminating in a more precise distance measurement results displayed on the digital tube.Finally,its application to the liquid surface,and installation of glass between which has to verify its feasibility within the sealed container of liquid liquid level detection.Key Words：Infrared distance measurement;Triangulation;Linearization;Filter.目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章引言 (3)1.1红外线简介 (3)1.2红外技术的发展 (3)1.3红外技术的现状 (4)1.4红外技术的研究方向 (5)第二章课题研究内容及采用方法 (6)2.1课题背景 (6)2.2研究目的 (6)2.3研究内容和拟采用的方法 (6)2.3.1完成毕业设计要研究的问题 (6)2.3.2拟采用的方法 (6)第三章红外测距传感器的选择 (7)3.1红外测距原理分类 (7)3.2红外传感器的分类 (8)3.2.1热传感器 (8)3.2.2光子传感器 (9)3.3红外测距传感器的选择 (10)第四章GP2Y0A21红外测距传感器 (12)4.1GP2Y0A21参数 (12)4.1.1外形尺寸与接线图 (12)4.1.2其内部电路示意图 (12)4.1.3技术规格 (13)4.2夏普红外测距传感器原理（三角测量） (13)4.2.1三角测距原理 (13)4.2.2位置敏感器件PSD (14)4.2.3三角测距与SPD具体应用到Sharp的红外传感器（GP2Y0A21） (15)4.2.4夏普红外测距传感器型号对比 (16)第五章实验环境的构建 (17)5.1基本的实验用具 (17)5.2安装装置 (17)5.3测量装置 (19)第六章GP2Y0A21测距特性实验 (21)6.1实验内容 (21)6.1.1反射面为白纸 (21)6.1.2反射面为红色纸 (24)6.1.3反射面为黑色纸 (26)6.1.4反射面为黑色胶带 (29)6.1.5反射面为铝箔 (32)6.1.6环境改变实验 (35)6.2结论 (35)第七章数据处理 (36)7.1线性化 (36)7.2均值滤波 (39)7.3显示结果 (40)7.4报警设置 (44)第八章液体液面高度检测及穿透性研究 (46)8.1液面反射红外光的证明 (46)8.2对液面的应用范围研究 (48)8.3传感器对密闭容器的穿透性研究 (50)8.4结论 (52)第九章总结与展望 (53)参考文献 (54)致谢 (55)附录 (56)第一章引言1.1红外线简介红外线是不可见光，是电磁波的一种形式，可以用来进行距离测量，其应用历史可以追溯到上世纪60年代。
而随着微电子学的日益发展，红外测距仪向着小型化，多功能，高精度，长测程的方向不断改进，新的产品层出不穷。
红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种不可见光。
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。
它的波长介于可见光和微波之间，它的波长范围大致在ΜΜµµ1000~75.0的频谱范围之内,对应的频率大致在ΗΖ××1114103~104之间，红外线与可见光、紫外线、χ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。
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。
除开极远红外线，红外线可分为三部分，ΜΜµµ3~77.0为近红外区，ΜΜµµ30~3为中红外区，ΜΜµµ1000~30为远红外区。
红外线在通过云雾等充满悬浮离子的物质时不易发生散射，因为红外线是介于可见光和微波之间的一种电磁波，因此，它不仅具有可见光直线传播、反射、折射等特性，还具有微波的某些特性，如较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等。
此外还具有抗干扰能力强、易于产生、对环境影响小、不会干扰临近的无线电设备的特点，因而被广泛应用。
目前红外发射器件（红外发光二极管）发出的是峰值波长ΜΜµµ94.0~88.0之间的近红外光，红外接收器件（光敏二极管、光敏三极管）的受光峰值波长为ΜΜµµ94.0~88.0之间，恰好与红外发光二极管的光峰值波长相匹配。
1.2红外技术的发展自从1800年英国天文学家F·W·赫歇尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了大约两个世纪。
从那时开始，红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展，但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。
当时，德国研制成硫化铅和几种红外透射材料，利用这些元、部件制成一些军用红外系统，如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统，机载轰炸机探测仪和火控系统等等。
其中有些已经达到实验室试验阶段，有些已小批量生产，但都未来得及实际使用。
此后，美国、英国、前苏联等国竞相发展。
特别是美国，大力研究红外技术在军事方面的应用。
目前，美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。
红外技术发展的先导是红外探测器的发展。
1800年，F·W·赫歇尔发现红外辐射时使用的是水银温度计，这是最原始的热敏型红外探测器。
1830年以后，相继研制出温差电偶的热敏探测器、测辐射热计等。
在1940年以前，研制成的红外探测器主要是热敏型探测器。
19世纪，科学家们使用热敏型红外探测器，认识了红外辐射的特性及其规律，证明了红外线与可见光具有相同的物理性质，遵守相同的规律。
它们都是电磁波之一，具有波动性，其传播速度都是光速、波长是它们的特征参数并可以测量。
20世纪初开始，测量了大量的有机物质和无机物质的吸收、反射和发射光谱，证明了红外技术在物质分析中的价值。
30年代，首次出现红外光谱代，以后，它发展成在物质分析中不可缺少的仪器。
40年代初，光电型红外探测器问世，以硫化铅红外探测器为代表的该类探测器，其性能优良、结构牢靠。
50年代，半导体物理学的迅速发展，使光电型红外探测器得到新的推动。
到60年初期，对于1～3、3～5和8～13微米这三个重要的大气窗口都有了性能优良的红外探测器。
在同一时期内，固体物理、光学、电子学、精密机械和微型致冷器等方面的发展，使红外技术在军、民两用方面都得到了广泛的应用。