红外温度传感器原理.doc
红外线传感器的工作原理
红外线传感器的工作原理红外线传感器是一种常见的传感器，它利用红外线的特性来测量物体的距离、温度等信息。
它被广泛应用于安防监控系统、机器人导航系统、智能家居等领域。
红外线传感器的工作原理主要基于红外线的发射和接收。
红外线是一种电磁辐射，具有较长的波长，无法被肉眼察觉。
它在光谱中位于可见光与微波之间，频率范围约为300GHz到400THz。
红外线传感器通常由发射器和接收器两部分组成。
发射器会产生并发射出红外线信号，接收器则接收并解析红外线信号。
发射器一般采用红外二极管或激光二极管作为发光元件。
在工作时，发射器通过外加电流激励二极管，使其产生红外线光束。
红外线光束的频率通常与发射器中物质的晶格振动频率相一致。
接收器一般采用红外光电二极管或红外接收器作为接收元件。
当红外线光束照射到接收器上时，光电二极管或接收器会将红外线能量转化为电能，并产生相应的电压变化。
接收器的电压变化与接收到的红外线信号的强度有关。
一般来说，接收到的红外线信号强度越强，接收器的电压变化越大。
因此，可以根据接收器输出的电压变化来判断接收到的红外线信号的强度。
为了增强红外线传感器的灵敏度和准确性，有时还会在接收器中加入信号放大器、滤波器等元件。
这些元件能够对接收到的红外线信号进行增强和处理，使得传感器能够更好地检测和解析红外线信号。
红外线传感器的工作原理不仅仅局限于接收红外线信号，还可以利用红外线信号与物体的互动来测量物体的距离、温度等信息。
当红外线光束照射到物体表面时，会被物体吸收、反射或散射。
根据物体对红外线的吸收、反射或散射程度，可以推测出物体的性质和状态。
例如，红外线温度传感器利用物体对红外线的吸收特性来测量物体的表面温度。
温度越高，物体对红外线的吸收越强，因此传感器接收到的红外线信号强度也相应增加；反之，温度越低，物体对红外线的吸收越弱，传感器接收到的红外线信号强度也相应减小。
红外线传感器的工作原理非常简单且易于实现，但其应用领域却非常广泛。
红外测温方法的工作原理及测温(自己总结的)..
红外测温方法的工作原理及测温仪在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm 的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。
传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。
目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。
表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。
1 红外测温仪的工作原理及特点1.1 黑体辐射与红外测温原理一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。
因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。
应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。
由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理：()1ex p 251-=-T c c T P b λλλ （1）其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度； ^λ—波长；T —绝对温度； c 1、c 2—辐射常数。
红外温度传感器的结构原理(一)
红外温度传感器的结构原理(一)红外温度传感器的结构红外温度传感器是一种以红外线作为测量媒介的温度测量设备，它能够快速、准确地测量物体表面的温度，并且不会对物体造成损害。
下面我们来深入了解红外温度传感器的结构。
红外线的原理红外线是一种波长长于可见光但短于微波的电磁波，其频率范围为300GHz至400 THz，对应的波长为1mm至750nm。
红外线不受光的干扰，所以能够在暗夜或者弱光环境下实现温度测量。
红外温度传感器的构造红外温度传感器主要由光学系统、信号处理系统和显示系统三部分组成。
光学系统光学系统是红外温度传感器的核心部分，负责将物体发出的红外线通过透镜、滤光片等光学装置转化为电信号。
为了使传感器能够接收到物体表面发出的红外线，光学系统中通常采用具有较高发射率的红外材料，例如硫化锌等。
信号处理系统信号处理系统是红外温度传感器中非常重要的一个部分，它能够将光学系统采集到的电信号转化为温度值。
信号处理系统中通常采用AD转换器、微处理器等电子元件，利用算法将电信号转化为温度值并输出。
显示系统显示系统是红外温度传感器最终的输出部分，它能够将计算出的温度值以数字或图形的方式呈现给用户。
显示系统中通常采用液晶显示屏等元件。
红外温度传感器的工作原理在测量物体温度时，红外温度传感器首先需要在光学系统中引入红外线在物体表面发射出的信号。
红外线在物体表面发射出后，会被透镜等光学装置集中引导到探头上。
探头的热敏元件能够将物体表面发出的红外线转化为电信号。
信号经过AD转换等处理后，最终以数字或图形的形式显示出来。
总结红外温度传感器是一种非常重要的测温设备，其结构由光学系统、信号处理系统和显示系统三部分组成。
利用红外线的原理，能够在不接触物体的情况下快速、准确地测量物体表面的温度，十分实用和方便。
红外温度传感器的应用领域红外温度传感器广泛应用于各种行业，下面列举几个主要的应用领域。
工业自动化在工业生产中，红外温度传感器被用来检测机器和设备的温度，以及液体和气体的温度。
红外线光电温度传感器原理
红外线光电温度传感器原理
红外线光电温度传感器的工作原理主要是利用热辐射效应和光电转换效应来测量目标物体的表面温度。
具体原理如下：
1. 热辐射效应：根据斯特藩-玻尔兹曼定律，温度高于绝对零
度的物体会辐射出电磁辐射，其中包括红外线。
目标物体表面的温度越高，发出的红外辐射能量越大。
2. 光电转换效应：红外线光电温度传感器内置在一个感应元件中，该感应元件通常是由一种半导体材料制成，如铟锑化铟（InSb）、锗（Ge）或硅（Si）。
当红外辐射进入感应元件时，会导致感应元件中的电子转移，产生电流。
3. 电信号转换：感应元件输出的电流信号会经过放大、滤波等处理，并与一个标准温度进行比较。
最终转换成数字信号，通过数学算法转换为目标物体的表面温度。
红外线光电温度传感器通过上述原理实现了对目标物体的非接触式温度测量。
相比于其他温度传感器，红外线光电温度传感器具有快速响应、测量精度高、应用范围广等优点。
它被广泛应用于工业控制、红外热成像、医疗检测、安防监控等领域。
红外温度传感器工作原理
红外温度传感器工作原理
红外温度传感器利用红外线辐射的原理来测量物体的温度。
红外线是一种电磁辐射，其波长范围在可见光和微波之间。
热物体会发出红外线辐射，而这种辐射的强度与物体的温度成正比。
红外温度传感器通常由红外传感器、电子电路和显示装置组成。
红外传感器是关键部件，它能够接收并转换红外辐射为电信号。
红外辐射通过透明的封装材料进入传感器，然后被吸收并转化为电流。
根据辐射的强度，电流的大小也会发生变化。
电子电路部分是用来处理传感器输出的电信号。
它通常包括放大器、滤波器和模数转换器。
放大器用来放大传感器输出的微弱信号，以便后续处理。
滤波器则用来去除电磁干扰和杂散信号，提高测量精度。
模数转换器将模拟信号转换为数字信号，以便后续处理和显示。
显示装置用于显示测量结果，通常采用数字显示或者液晶显示。
数字显示将温度数值以数字形式直接显示出来，而液晶显示则可以显示更多的信息，比如温度单位、最高/最低温度等。
当红外温度传感器工作时，它会对目标物体发出红外辐射，并测量目标物体反射回来的红外辐射强度。
根据反射的强度，传感器能够计算出目标物体的表面温度。
这种工作原理使得红外温度传感器在非接触式温度测量中非常常见，它可以在远距离、高温度或不同环境条件下进行准确测量，并且具有快速响应和使用简便的特点。
红外温度传感器原理
红外温度传感器原理
红外温度传感器是一种测量目标物体温度的设备。
它是根据物体发射的红外辐射能量与物体温度之间的关系进行测量的。
红外温度传感器的工作原理基于斯特藩—玻尔兹曼定律，该定律表明物体的热辐射功率与物体的温度成正比。
传感器通过接收目标物体发射的红外辐射能量来测量其温度。
传感器采用红外探测器来接收目标物体发射的红外辐射能量。
红外探测器通常由一对热敏电阻或热敏电阻阵列组成。
当红外辐射能量照射到探测器上时，热敏电阻的电阻值会发生变化。
这种变化被传感器转换为电压信号或数字信号，用于计算出目标物体的温度。
传感器还包括一个光学系统，用于聚焦目标物体的红外辐射能量到红外探测器上。
光学系统通常由透镜和滤光片组成。
透镜用于聚焦红外辐射能量，滤光片则用于滤除其他频率的辐射。
这样，只有来自目标物体发射的红外辐射能量被传感器接收和测量。
红外温度传感器广泛应用于各个领域，包括工业生产、医疗、环境监测等。
由于其无接触、快速、准确、可远距离测量等特点，红外温度传感器在许多应用中取代了传统的接触式温度测量方法。
红外温度传感器的工作原理及应用
红外温度传感器的工作原理及应用1. 引言红外温度传感器是一种常见的传感器，广泛用于工业自动化、家用电器、医疗设备等领域。
本文将介绍红外温度传感器的工作原理以及在实际应用中的各种场景。
2. 工作原理红外温度传感器一般采用非接触式测温原理，基于物体表面的红外辐射能量来测量其温度。
具体工作原理如下：•红外发射器发射红外光：传感器中的红外发射器会发射出特定频率的红外光线，该光线具有能量。
•物体的红外辐射：物体表面的温度会导致物体发射红外辐射，其强度与温度成正比。
•红外光线的反射：红外光线射向物体表面后，一部分会被反射回传感器。
•接收和解析：传感器中的红外接收器接收反射光线，并将其转化为电信号。
传感器会根据接收到的红外光线强度来计算物体的温度。
3. 应用领域红外温度传感器广泛应用于以下领域：3.1 工业自动化•温度监测：红外温度传感器可用于监测工业生产线上的物体温度，帮助保持正常生产过程中的稳定温度。
•热成像：通过红外温度传感器可以进行热成像，检测设备、机械等在运行时的热量分布情况，帮助及早发现潜在故障。
3.2 家用电器•温度控制：红外温度传感器可以嵌入家用电器中，用于实时监测和控制设备温度，保证安全和低耗能。
•智能家居：红外温度传感器可以被用于智能家居系统，实时感知室内外温度，并进行自动调节。
3.3 医疗设备•体温测量：红外温度传感器可以被用于非接触式测量人体体温，特别适用于婴儿和病患。
•医疗监测：红外温度传感器可被用于监测手术室内的温度变化，确保手术环境的稳定性和安全性。
4. 优势与挑战红外温度传感器具有以下优势：•非接触式测量：不会对物体表面造成影响，适用于对温度敏感的物体。
•高精度：红外温度传感器有较高的精度，可测量范围广，满足多种应用需求。
•快速响应：红外温度传感器响应速度快，可即时测量物体表面温度。
然而，红外温度传感器也面临一些挑战：•环境影响：传感器在特殊环境下（如强烈光照、遮挡物等）可能受到干扰，影响准确性。
红外温度传感器ppt课件
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器：NI
滤光片中心波长：5um 内置环境温度传感器： 0.5%NTC
滤光片中心波长：8-14um 内置环境温度传感器： 0.3%NTC
9
传感器的正确使用
MCU
给出控制信号
可实现温度 的循环控制
6
应用原理框图二 MCU内部处理原理
MCU
NTC线性处理
温度补偿处理 线性化处理
接口电路
数字输入
推荐芯片
OUTPUT
FORTUNE FS511系列
7
温度补偿的计算方法
输出电压
常数
目标物辐射率
•Utp为采集的传感器电压输出数据值，依 据目标物体的辐射率以及环境的温度采集 值可以算出目标物体的温度。
正确
错误
由于该传感器是接收由透镜入射的红外光，所以范围非常重要，如果被 测物体以外的红外光也被采集，就意味着非被测物体的信息也被采集，从而 影响到测量的准确性。所以镜头的选择，目标物距离的计算尤为重要。
10
可以直接使用的模块
11
模块的选择
1.目标物的温度范围 2.环境温度的范围 3.目标物的尺寸（需测量范围） 4.目标物的距离 5.滤光片的选择 6.目标物体的材质
红外温度传感器
热电堆式-Thermopile
1
热电堆式-Thermopile红外温度传感器原理
任何物体的表面都会辐射出红外线，TS系列传感器能够吸收红外线能量并输出一 个与温度成比例关系的电压信号。TS系列红外温度传感器由热吸收区(热端)、硅基片 (冷端)和Sinx薄膜及外封装组成。其工作原理类似于普通的热电偶原理，是基于塞贝 克效应(温差电势效应)。先在硅基片上沉淀出多个热偶接点(thermojunction)。这些热 偶接点串联在一起形成一个热感应通道(thermopile)。一端(热端)与另一端(冷端)之间 通过腐蚀方法形成的非常薄的薄膜进行热隔离。红外吸收区域与热端合并在一起以使 热端能升温，这样，与红外线能量成正比的热电势便可产生(见下图)。TS系列可提供 TO-5和TO-18两种封装，也有各种不同型式的滤波器供选择。同时，对于某些OEM用 户，也可提供无封装的芯片。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自然界一切温度高于绝对零度(-273．15℃)的物体。
由于分子的热运动都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波。
其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合普朗克(Plank)定律。
红外测温的原理是一样的，都是根据普朗克原理。
一般理解红外测量的是物体的温度．其实测的是目标物与传感器或者说是物体与环境温度之间的差值。
物体辐射能量的大小直接与该物体的温度有关．具体地说，是与该物体热力学温度的4次方成正比．用公式可表达为：
E=δε(T4-T4o) (1)
式中，E是辐射出射度．单位是W／m3；
δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数，5．67x10-8W／(m2·K4)；
ε是物体的辐射率：
T是物体的温度(K)；
To是物体周围的环境温度(K)。
人体主要辐射波长为9 μm—10 μm的红外线．通过对人体自身辐射红外能量的测量便能准确地测定人体表面温度。
由于该波长范围内的光线不被空气
所吸收，因而也可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。
红外测温仪工作原理:红外测温仪由光学系统，光电探测器，信号大器及信号处理.
显示输出等部分组成。
光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探
测器上并转变为相应的电信号，该信号再经换算转变为被测目标的温度值
红外测温模块输出的有效数据就是温度值,只需要把这些数据换算成10进制就可以了
＃i nclude <reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
/*----------------------------------工程说明--------------------------------------
; 工程名称：ZyTemp.Uv2
; 功能描述：测量环境温度和目标温度,并用键盘控制显示温度值，
; 按K1,显示目标温度
; 按K2,显示环境温度
; IDE环境： Keil uVision3 V3.31
; 硬件连接：VCC-------VCC
; P1.0------Data
; P1.2------Clk
; P1.4------ACK
; GND-------GND
;------------------------------------定义接口------------------------------------*/
sbit TN_Data = P1^0;
sbit TN_Clk = P1^2;
sbit TN_ACK = P1^4;
sbit key_1 = P2^2;
sbit key_2 = P2^3;
/*-----------------------------------变量列表------------------------------------*/
unsigned char code keytab_1[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x89};//H: 0x89;//L: 0x87;//P: 0x8a;//Q: 0X98;
unsigned char code keytab_2[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};。