红外辐射的基本定律红外辐射
红外线的原理
红外线的原理
红外线是一种电磁辐射，其波长范围在红光和微波之间。
红外线辐射是由物体的热能引起的，是一种无形的辐射。
红外线的产生原理是根据物体的温度。
所有物体都会向周围空间发射热能，其中包括红外线辐射。
根据普朗克辐射定律，热辐射的强度与物体温度的四次方成正比。
因此，高温物体辐射的红外线能量更强。
红外线的传播是通过物质分子之间的碰撞和振动传递能量。
空气、水和玻璃等透明材料对红外线有较好的透过性，而金属等则对红外线具有吸收性。
红外线在应用中有广泛的用途。
例如，红外线技术被用于夜视设备中，利用红外线辐射的特性来改善低光照条件下的视觉效果。
此外，红外线还被应用于遥控器、红外传感器和安防监控等领域。
需要注意的是，长时间暴露在高强度的红外辐射下可能对人体产生不利影响。
因此，在应用和研究中需要遵循相关的安全措施。
红外辐射仪的原理
红外辐射仪的原理红外辐射仪是一种测量物体辐射的仪器，利用红外辐射的特性来实现对物体表面温度的测量。
红外辐射仪的原理涉及到物体辐射、传感器探测和温度计算等三个方面。
首先，红外辐射仪基于物体的辐射特性来进行测量。
所有的物体在室温下都会发出能量辐射，这种辐射能量主要包括可见光、红外辐射和热辐射等。
其中，红外辐射是一种波长范围在太阳光下方的电磁辐射，因此人眼无法直接看到。
物体的红外辐射能量与其表面温度成正比，且比例关系由普朗克黑体辐射定律来描述。
根据这个定律，测量物体红外辐射能量就可以推导出物体的温度。
其次，红外辐射仪利用专门的传感器来探测物体发出的红外辐射能量。
传感器通常由红外探测器和信号转换电路组成。
红外探测器是红外辐射仪的核心部件，它能感知物体表面发出的红外辐射能量，并将其转化为电信号。
红外探测器常用的类型有热电偶、热敏电阻、焦平面阵列等。
热电偶是一种利用热电效应将热能转化为电信号的传感器，它由两个不同材料制成的导线焊接在一起，当其中一个端口受热时，会产生电压信号。
热敏电阻则是一种电阻值随温度变化的传感器，其电阻值与温度成反比。
焦平面阵列是一种将热像探测器集成在一个平面上的传感器，通过阵列中每个像素点的电信号来获取物体表面的温度信息。
最后，利用传感器获取的红外辐射能量信号，红外辐射仪可以通过计算来得到物体表面的温度。
常见的计算方法包括从传感器输出的电压值或电阻值读取，然后通过与预先标定的传感器特性曲线进行匹配，得到对应的温度值。
此外，还可以通过对传感器输出信号进行放大或滤波处理，以提高测量的精度和稳定性。
综上所述，红外辐射仪的原理基于物体的红外辐射特性、传感器的探测和信号转化以及温度计算等环节。
通过测量物体表面发出的红外辐射能量，利用传感器感知和转换成电信号，再通过计算获得物体的温度值。
红外辐射仪在工业、医疗、农业等领域具有广泛的应用，如测量冶金熔炉的温度、医院中测量体温、农田的农作物生长情况等。
红外辐射原理
红外辐射原理
红外辐射是一种电磁辐射，波长长于可见光，但短于微波。
红外线是一种无形的能量，我们肉眼无法看到它，但它在我们的日常生活中发挥着重要作用。
红外辐射原理是指物体在温度不为零时会发出红外辐射，这种辐射能够被红外传感器捕捉到并转化为热像图像。
本文将详细介绍红外辐射的原理及其在各个领域的应用。
首先，红外辐射的产生是由物体的温度决定的。
根据普朗克辐射定律，温度越高的物体会发出更多的红外辐射。
这就是为什么我们可以利用红外辐射来测量物体的温度。
红外测温仪就是利用了这个原理，通过探测物体发出的红外辐射来计算物体的温度，广泛应用于工业生产、医疗保健等领域。
其次，红外辐射在红外夜视、红外热像等领域也有着重要的应用。
红外夜视仪利用物体发出的红外辐射来形成夜视图像，使我们能够在夜晚看清楚周围的环境。
而红外热像仪则是利用物体发出的红外辐射与周围环境的温度差异来显示物体的热分布情况，广泛应用于建筑检测、电力维护等领域。
另外，红外辐射还在安防监控、火灾报警等领域发挥着重要作
用。
红外感应器可以探测物体发出的红外辐射，当有人或物体进入感应范围时，感应器会发出信号，从而实现对区域的安全监控。
在火灾报警系统中，红外感应器也可以检测到火焰的红外辐射，及时发出警报，保护人们的生命和财产安全。
总的来说，红外辐射原理是基于物体温度的辐射特性，利用物体发出的红外辐射来实现温度测量、夜视观察、热像显示、安防监控等多种应用。
随着科技的不断发展，红外技术将会在更多领域得到应用，为人类生活带来更多便利和安全保障。
红外辐射原理
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7+30= 24) 7+63= 25) 2+90=26) 6+66= 27) 32+9= 28) 82+4= 29) 1+94= 30) 4+50=31) 4+39= 32) 6+2= 33) 30+0= 34) 4+40= 35) 77+3=36) 62+5= 37) 71+5= 38) 8+61= 39) 47+2= 40) 49+9=41) 0+44= 42) 14+2= 43) 49+4= 44) 6+68= 45) 9+48=46) 2+49= 47) 9+56= 48) 3+18= 49) 84+1= 50) 89+2= 100以内两位数加减整十数的口算练习题（11）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________1) 1+70= 2) 80+0= 3) 14+40= 4) 35+40= 5) 39+60=6) 40+27= 7) 69+10= 8) 46+40= 9) 9+50= 10) 50+42=11) 30+34= 12) 40+45= 13) 42+30= 14) 30+40= 15) 60+36=16) 20+3= 17) 18+20= 18) 42+40= 19) 41+40= 20) 20+19=21) 28+40= 22) 20+60= 23) 50+50= 24) 60+40= 25) 26+20=26) 67-10= 27) 72-10= 28) 93-80= 29) 91-10= 30) 36-30=31) 66-10= 32) 61-40= 33) 64-20= 34) 60-50= 35) 52-50=36) 67-50= 37) 63-20= 38) 42-30= 39) 93-60= 40) 78-30=41) 43-30= 42) 79-20= 43) 92-60= 44) 71-30= 45) 64-30=46) 41-20= 47) 96-40= 48) 89-40= 49) 81-40= 50) 72-20=100以内两位数加减整十数的口算练习题（12）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________16) 92-90= 17) 17-0= 18) 84-70= 19) 72-70= 20) 18-0= 21) 76-40= 22) 90-30= 23) 99-30= 24) 40-30= 25) 96-10= 26) 70+28= 27) 80+11= 28) 46+10= 29) 2+20= 30) 40+47= 31) 27+70= 32) 70+25= 33) 17+70= 34) 10+71= 35) 60+31= 36) 34+30= 37) 36+30= 38) 53+40= 39) 4+10= 40) 89+10= 41) 43+50= 42) 20+80= 43) 3+70= 44) 21+40= 45) 70+22= 46) 50+32= 47) 7+50= 48) 0+50= 49) 26+40= 50) 41+30=100以内两位数加减整十数的口算练习题（13）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________1) 13+9= 2) 9+12= 3) 0+41= 4) 5+82= 5) 7+51=6) 67+0= 7) 7+22= 8) 3+44= 9) 0+62= 10) 95+0= 11) 21+2= 12) 97+0= 13) 2+37= 14) 5+14= 15) 26+1= 16) 55+7= 17) 70+8= 18) 38+5= 19) 3+35= 20) 7+72= 21) 3+9= 22) 5+93= 23) 5+3= 24) 93+1= 25) 5+79= 26) 62-0= 27) 57-2= 28) 28-3= 29) 36-5= 30) 81-7= 31) 61-0= 32) 86-0= 33) 70-1= 34) 5-5= 35) 97-0= 36) 2-1= 37) 8-6= 38) 87-8= 39) 38-5= 40) 24-4= 41) 78-8= 42) 74-2= 43) 37-0= 44) 77-1= 45) 80-0= 46) 67-9= 47) 42-9= 48) 35-8= 49) 87-3= 50) 17-6= 100以内两位数加减整十数的口算练习题（14）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________1) 35-1= 2) 34-1= 3) 63-3= 4)7-5= 5) 74-9=6) 90-2= 7) 5-4= 8) 26-1= 9)44-8= 10) 77-8= 11) 3-0= 12) 79-8= 13) 19-0= 14) 96-3= 15) 9-8= 16) 37-5= 17) 52-6= 18) 20-3= 19) 17-1= 20) 53-5= 21) 91-2= 22) 75-4= 23) 84-3= 24) 75-9= 25) 61-3= 26) 2+81= 27) 75+4= 28) 5+46= 29) 7+54= 30) 49+9= 31) 79+2= 32) 4+2= 33) 2+88= 34) 23+6= 35) 1+15= 36) 3+20= 37) 8+26= 38) 5+0= 39) 6+56= 40) 6+42= 41) 0+96= 42) 93+4= 43) 56+2= 44) 3+95= 45) 98+2= 46) 1+85= 47) 1+60= 48) 0+53= 49) 5+5= 50) 8+35= 100以内两位数加减整十数的口算练习题（15）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________1) 0+70= 2) 40+40= 3) 10+90= 4) 60+40= 5) 30+60=6) 80+20= 7) 60+10= 8) 40+30= 9) 40+50= 10) 50+40= 11) 70+30= 12) 40+40= 13) 40+30= 14) 30+40= 15) 60+30= 16) 10+20= 17) 10+20= 18) 40+40= 19) 40+40= 20) 20+10= 21) 20+80= 22) 50+40= 23) 40+40= 24) 50+30= 25) 20+10= 26) 50-10= 27) 90-70= 28) 80-80= 29) 80-10= 30) 30-20=31) 60-10= 32) 60-30= 33) 60-20= 34) 50-30= 35) 50-40=36) 60-50= 37) 60-20= 38) 30-30= 39) 90-30= 40) 70-0=41) 30-30= 42) 70-20= 43) 80-50= 44) 60-20= 45) 50-30= 46) 40-10= 47) 90-40= 48) 80-40= 49) 80-30= 50) 60-20=100以内两位数加减整十数的口算练习题（16）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________16) 50-30= 17) 60-50= 18) 30-10= 19) 10-10= 20) 50-50= 21) 90-10= 22) 70-30= 23) 80-30= 24) 40-20= 25) 80-10= 26) 70+20= 27) 20+80= 28) 90+0= 29) 10+20= 30) 40+40= 31) 20+70= 32) 70+20= 33) 30+70= 34) 10+70= 35) 60+30= 36) 30+70= 37) 70+30= 38) 50+40= 39) 30+10= 40) 80+10= 41) 40+50= 42) 10+80= 43) 20+70= 44) 20+80= 45) 70+20= 46) 50+30= 47) 30+50= 48) 40+50= 49) 20+40= 50) 40+30100以内两位数加减整十数的口算练习题（17）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________1) 40+2= 2) 40+2= 3) 70+3= 4) 10+8= 5) 80+0=6) 3+90= 7) 10+6= 8) 30+2= 9) 50+9= 10) 9+80=11) 1+10= 12) 8+80= 13) 20+1= 14) 20+3= 15) 0+10=16) 6+40= 17) 6+50= 18) 20+4= 19) 20+2= 20) 6+60=21) 90+2= 22) 80+4= 23) 90+4= 24) 0+80= 25) 60+4=26) 60-2= 27) 30-4= 28) 40-6= 29) 80-8= 30) 60-1=31) 90-1= 32) 70-1= 33) 10-5= 34) 40-0= 35) 90-1=36) 10-7= 37) 90-9= 38) 40-5= 39) 30-5= 40) 80-9=41) 80-2= 42) 40-1= 43) 80-2= 44) 80-1= 45) 70-9=46) 40-0= 47) 40-9= 48) 90-4= 49) 20-7= 50) 80-2= 100以内两位数加减整十数的口算练习题（18）姓名：_____________ 班级：__________ 分数________1) 80-6= 2) 80-6= 3) 10-7= 4) 50-2= 5) 20-4=6) 30-7= 7) 50-0= 8) 70-6= 9) 90-3= 10) 20-3=11) 50-5= 12) 20-2= 13) 60-5= 14) 40-7= 15) 50-4=16) 80-0= 17) 60-8= 18) 60-6= 19) 10-0= 20) 30-6=21) 20-8= 22) 30-8= 23) 20-4= 24) 80-8= 25) 60-1=26) 60+1= 27) 2+60= 28) 30+4= 29) 40+6= 30) 8+80=31) 1+60= 32) 1+90= 33) 70+1= 34) 5+10= 35) 40+0=36) 90+1= 37) 10+7= 38) 9+90= 39) 40+5= 40) 30+5=41) 80+9= 42) 80+2= 43) 40+1= 44) 80+2= 45) 1+80=46) 9+70= 47) 40+0= 48) 40+9= 49) 90+4= 50) 20+7=小学一年级口算题：20以内的退位减法（1）16 - 8=（2）12 - 3 =（3）16 - 9 =（4）17 - 9 =（5）11 - 9 =（6）18 -9 =（7）11 - 5 =（8）16 - 7 =（9）13 - 6 =（10）14 - 5 =（11）15 - 8 =（12）11 - 3 =（13）12 - 7 =（14）12 - 6 =（15）13 - 9 =小学一年级口算题：两位数加整十数的加法（1）39 + 20 =（2）27 + 40 =（3）14 + 50 =（4）26 + 70 =（5）18 + 10 =（6）83 + 10 =（7）28 + 60 =（8）17 + 10 =（9）72 + 20 =（10）14 + 60 =（11）33 + 50 =（12）78 + 10 =（13）59 + 20 =（14）65 + 10 =（15）52 + 20 =小学一年级口算题：两位数加一位数的加法（1）75 + 9 =（2）40 + 3 =（3）87 + 3 =（4）89 + 8 =（5）23 + 9 =（6）15 + 6 =（7）52 + 1 =（8）17 + 2 =（9）16 + 7 =（10）45 + 4 =（11）77 + 4 =（12）11 + 3 =（13）22 + 1 =（14）26 + 5 =（15）83 + 5 =小学一年级口算题：整十数减整十数的减法（1）10 - 10 =（2）40 - 10 =（3）30 - 10 =（4）30 - 20 =（5）90 - 60 =（6）40 - 30 =（7）50 - 10 =（8）10 - 10 =（9）70 - 60 =（10）60 - 60 =（11）80 - 10 =（12）20 - 20 =（13）80 - 60 =（14）60 - 50 =（15）10 - 10 =小学一年级口算题：整十数加整十数的加法（1）80 + 10 =（2）30 + 20 =（3）40 + 40 =（4）50 + 30 =（5）60 + 10 =（6）80 + 10 =（7）40 + 30 =（8）20 + 60 =（9）20 + 20 =（10）40 + 40 =（11）60 + 10 =（12）20 + 10 =（13）60 + 20 =（14）30 + 40 =（15）50 + 10 =小学一年级口算题：整十数减一位数的减法（1）90 - 4 =（2）70 - 5 =（3）90 - 2 =（4）10 - 9 =（5）20 - 5 =（6）40 - 8 =（7）90 - 4 =（8）90 - 9 =（9）10 - 5 =（10）10 - 5 =（11）50 - 3 =（12）50 - 2 =（13）70 - 1 =（14）90 - 6 =（15）20 - 1 =小学一年级口算题：数学计算综合（1）60 + 5 - 2=（2）40 - 20 + 16=（3）53+ 8-1 =（4）16 + 3 - 8= （5）11 - 1 + 49=（6）78 – 9+1 =（7）99 + 1 -60=（8）14 + 4 - 9= （9）75 - 2 -8=（10）14 + 7 +60=（11）31 + 5-9=（12）4 + 70-7 = （13）95-5+6 =（14）78-6+9=（15）88 - 10 + 7=。
第三章 热辐射的基本定律
令 x = c2/λT 则 λ= c2/xT dλ=-(c2/x2T)dx (积分限λ:0～∞,则x:∞～0)
c1 Mb (e 5 (c 2 / xT )
0
0
c2 ( c2 / xT )T
c2 1) ( 2 )dx x T
1
c1 c2
4 4
x 3T 4 (e x 1) 1 dx
知道一个λT值，就对应一个f(λT)值，即知道一个 温度T，就得到某波长处的辐射出射度Mλ。 这样即可查表得到Mλ，而不用普朗克公式计算了。
知道一个λT值，就对应一个f(λT)值，即知道 一个温度T，则在某波长处的辐射出射度Mλ 为 M f (T )M f (T ) BT 5
m
这样即可查表得到Mλ，而不用普朗克公式 计算了。
例3 如太阳的温度T=6000K并认为是黑体， 求其辐射特性 1.其峰值波长为 2898 m 0.48m 6000 2、全辐射出射度为
M T 5.67 10 6000 7.3 10 W / m
4 8 4 7 2
3、紫外区的辐射出射度为
M 0~0.4 0.14M
M m
根据普朗克公式
M b
c1
1
2
5 e c
/ T
1
根据维恩最大发射本领定律
M bm
c1
1 ec2 / mT 1
m
5
BT 5
所以
c1 1 M 5 e c2 / T 1 c1 1 f (T ) 5 5 c 2 / T 5 M m BT B T e 1
1
f ( .T )
令x = c2/λT
M ( x)
红外辐射基本规律
德国物理学家 马克斯·普朗克
用光子数表示的普朗克公式
普朗克 公式
用其它变量表示的普朗克公式 广义普朗克函数
一.普朗克公式的推导
在体积为 V 的空腔内
在 d 的频率范围内
光子的量子态数为：
gd
8Vv2
c3
d
在 d 的频率范围内，辐射场的总能量：
E dv
8Vv2
c3
d
e h
1
K BT
hv 1
若物体 ↗ → M ↗
好的吸收体必是好的发射体。
若物体透射率τ= 0，则=1-（反射率）
好的发射体必是弱的反射体。
二.密闭空腔中的辐射为黑体的辐射 绝对黑体：=1 ，与 、T 无关。 热辐射的理想模型。
例：空腔小孔辐射
空腔在黑体上产 生的光谱辐照度
E M sin 2
黑体 ≈1
小孔 空腔
若把腔壁加热，则腔孔的 辐射就相当于一个面积等 于腔孔面积的黑体辐射。
射场的光谱能量密度。
二.普朗克公式的意义 根据辐射亮度和能量密度的关系：
L
cw
4
黑体的辐射出射度：
M bb
L
cw 4
2hc 2
1
M bb 5 ehc KBT 1
黑体辐射光谱分布
的普朗克公式 即普朗克辐射定律
普朗克公式初始形式：
MБайду номын сангаасbb
C1
5
eC2
1
T
1
C1—— 第一辐射常数
M bb
C1
5
eC2
900K 800K
出
射 0.3
700K
射
度 0.2
度 曲
红外辐射度学基础概述
通过使用扫描仪对目标物体进行扫描，并记录每 个点的红外辐射强度。这种方法可以用于大面积 的目标物体测量。
遥感测量法
通过使用卫星或飞机搭载的红外探测器对地球表 面进行遥感测量，可以获取大面积的红外辐射数 据。
红外辐射测量的误差分析
探测器误差
01
由于探测器的响应特性、噪声和稳定性等因素，可能导致测量
详细描述
一切温度高于绝对零度的物体都会产生热辐射，其中红外辐射占据主要部分。物体的温度越高，其发射的红外辐 射的能量越大，波长越短。红外辐射在真空中传播速度与光速相同，约为3×10^8米/秒。在非真空环境中，红外 辐射可以穿透某些介质，如大气、烟雾等，传播距离受到介质特性的影响。
02 红外辐射度量学基础
红外辐射度学基础概述
目录
• 红外辐射的基本概念 • 红外辐射度量学基础 • 红外辐射的探测与测量 • 红外辐射的应用领域 • 红外辐射度学的未来发展
01 红外辐射的基本概念
红外辐射的定义
总结词
红外辐射是指波长介于可见光和微波 之间的电磁波，通常在0.75~1000μm 的波长范围内。
详细描述
红外辐射是电磁波的一种，其波长比 可见光长，比微波短。它不能被人眼 直接观察到，但可以通过特定的传感 器进行检测和测量。
大气污染监测
通过检测大气中污染物的红外光谱特征，分析污染物的种类和浓 度。
气候变化研究
利用卫星遥感技术监测地球表面温度和大气成分的红外辐射特征， 研究气候变化规律。
生物多样性保护
通过红外相机监测野生动物的活动和种群分布，为生物多样性保 护提供科学依据。
05 红外辐射度学的未来发展
新型红外探测技术的发展趋势
光子探测器
红外光的基本原理
红外光的基本原理红外光的基本原理是指在红外光频段内的光电辐射现象及其关联的物理原理。
红外光是电磁波的一种，其频率介于可见光和微波之间。
红外光可以被人眼所感知，但无法用肉眼直接观察。
在红外光的应用领域中，如红外成像、红外通信、红外物体探测等，了解其基本原理是非常重要的。
首先是红外辐射。
根据黑体辐射定律，任何物体在温度高于绝对零度时，都会发射热辐射。
这种热辐射包括红外光。
物体的温度越高，其发射的红外光强度越大。
这也是为什么我们可以通过红外光来测量物体的温度，如红外热像仪的原理。
接下来是红外感应。
红外感应是通过物体对红外辐射的感应来实现的。
人体、动物和其他物体都可以发射一定强度的红外辐射。
当这些红外辐射进入红外感应器件（如红外传感器、红外探测器）时，会产生其中一种电信号，用于检测物体的存在或活动。
这种原理在安防领域广泛应用，如红外报警系统。
然后是红外吸收。
不同物质对红外光的吸收特性是不同的。
红外光在物质中传播时，会与分子、原子等微观粒子相互作用。
物质可以选择性地吸收红外光的一些特定频率或波长，而其他频率或波长则会透射或反射。
这种吸收特性可用于分析物质的组成和结构，如红外光谱学，广泛应用于化学、药物和环境等领域。
最后是红外成像。
红外成像是利用物体对红外辐射的反射、辐射和散射特性，将其转化为可视图像。
当物体接收到外界的红外辐射后，会发生热能的转移和散射，而这种热能的转移和散射会导致物体表面温度的变化。
红外成像设备通过捕捉并分析这种温度变化，可以将物体的热分布以图像的形式呈现出来。
这种成像技术广泛应用于医学、军事和工业领域。
总之，红外光的基本原理可以归结为红外辐射、红外感应、红外吸收和红外成像。
理解和应用这些基本原理，可以帮助我们更好地探索和利用红外光在各个领域中的潜力和优势。
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1.基本定律
2
红外探测器的类型
红外传感器（也称为红外探测器）是利用红外辐射与 物质相互作用所呈现的物理效应来探测红外辐射的。红外探测 器的种类很多，按探测机理的不同，分为热探测器和光电探测 器两大类。前者对整个红外波段均有响应，后者仅对长波段有 响应。
红外传感器一般由光 学系统、 红外敏感元件、 测量电路、信号调理电路 及显示单元等组成。
概念：将传统的传感器和微处理器及相关电路组成一体 化的结构。 三种类型：具有判断能力的传感器、具有学习能力的传 感器和具有创造能力的传感器。 (1)具有自校准功能。 (2)具有自补偿功能。 (3)具有自诊断功能。 (4) 具有数据处理能力 (5) 具有双向通信功能 (6) 具有信息存储和记忆功能 (7) 具有数字信号输出功能
（2）热释电探测器
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，这种由于热变化产生的自发电极化现象
称为热释电效应，电极化强度与温度有关。 静态条 自发极化电 件下无 荷qs 法测量 热释电 晶体的 自发极 化电荷。 Ps:自发极化强度，极化电荷密度；Ca, Ra晶体两端面等效电容和 qs 电阻。若忽略Ra,Rl,则
智能传感器按结构分 • 模块式智能传感器
集成度较高、体积较大，但比较实用
• 混合式智能传感器
将微处理器和信号处理电路制作在不同的芯片上， 是被广泛应用的智能传感器类型将传感器。
• 集成式智能传感器
将一个或多个敏感元件与微处理器、信号处理电 路集成在同一芯片上。 今后，随着传感器技术的发展，还将研制出更高 精度集成式智能传感器，它完全可以做到将检测、逻 辑＆记忆等功能集成在一块半导体芯片上。
Uo
E1 R L T
R R b R L R L Rb
E1 R L T R b 2R L E1 R L Uo R b 2R L
4
T
4
M
M
因此输出电压UO与辐射能量 4 M 成正比。
3 红外探测器的应用
HW-4红外测温仪，量程：0～400°C,精度1.0%，分辨率： 1 °C
入射的红外光经调制盘调制成脉冲光，交 变地照射到热敏电阻R上转变成交变的电信号， 经电容c耙合到高阻变换器的选频放大器，最 后解调为直流电压，由三位半数字电压板转换 成数字信号，供LED显示被测温度。
4．5传感器的发展趋势
4.4.4热释电红外传感器
1. 红外辐射的基本定律
红外辐射
红外辐射俗称红外线，它是一种不可见光， 由于是位于可
见光中红色光以外的光线，故称红外线。它的波长范围大致在
0.5 μm ～103μm， 红外线在电磁波谱中的位置如图1 所示。 工
程上又把红外线所占据的波段分为四部分， 即近红外、中红外、 远红外和极远红外。
热探测器 热探测器的工作机理是：利用红外辐射的热效应，探测器的 敏感元件吸收辐射能后引起温度升高，进而使某些有关物理参 数发生相应变化，通过测量物理参数的变化来确定探测器所吸
收的红外辐射。
热探测器主要有四类： 热释电型 热敏电阻型 热电阻型 气体型
这里主要介绍热释电
图1 电磁波谱图
(1)基尔霍夫定律： 处于同一温度下的各种物体的辐射本领正比于它的吸收本领，即 M=dM0 M0 ，表示辐射本领，物体在单位时间内单位面积辐射的能量 d－－吸收系数 M0－－同一温度下黑体的辐射本领 (2)斯戒藩一玻耳兹曼定律： 物体温度越高，其辐射的能量越多。M为某物体在绝对温度T时单位面积和单 位时间内辐射的总能量，则: M=T4 其中斯戒藩一玻耳兹曼常数；为比辐射率，值<1 (3)维思位移定律。 物体热辐射的能量包括各种波长的电磁波。 物体的峰值辐射波长m与物体自身的 绝对温度T成反比，即 m ＝0.2987/T
有专家认为，今后我国传感器方面的研究 和发展方向应是 微电子机械系统 、 汽车
传感器、环保传感器、工业过程控制传 感器、医疗卫生和食品业检测传感器、 新型敏感材料等。
• 1．结构型传感器 高稳定性、高可靠性和高精度 • 2．集成传感器
小型化方向发展。传感器本身的集成化和传感器 与后续电路的集成化
3．智能传感器
/ m
1 0－ 9 1 0－ 7 1 0－ 5 宇宙射线 射线 1 0－ 3 1 0－ 1 紫 可 外 见 线 光 10
/ cm
1 0－ 1 10 1 02
/m
1 03 1 04
X射线
红外线
微波
无线电波
近红外 0 3
中红外 6 9
远红外 12 15
极远红外 18 21
/ m
(1)光电红外探测器
根据所产生的不同光电效应制成的敏感元 件，可制成各种不同的光电探测器，光电探测 器有光敏电阻型和光生伏特（红外光电池）型 红外探测器两种。 ①光导型红外探测器。 检测元件：红外光敏电阻 响应的波长：红外波段， λ ＝ 0.8μm~ 几百微 米。 ②光生伏特型红外探测器 检测元件：红外光电池
I U ZC ca qs w 1 w ca
w A dT
:热释系数 dT:绝对温度的变化量 W:红外光的调制角频率 A:入射光照射的面积
（3）红外线热敏电阻探测器
无红外线照射时：R=Rb, I1 =I2,Uo=0 受红外线照射时：R=Rb(1+ᇫT)= Rb+ ᇫR, 其中ᇫR＝ RbᇫT，由式4－28得