辐射式传感器PPT课件
• 当两个受光电极同时受到红外线照射时，信号相互抵消而无输 出。为此，只有当人体移动时才有信号输出，主要用于人体移 动的检测。
场效应管
两块反向
串联的热
释电晶片
.
11
10.2热释电传感器工作原理
热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱 型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个 不大的视场角，当人体在透镜的监视视野范围中运动 时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上 的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信 号。当然，如果人体静止不动地站在热释电元件前面， 它是“视而不见”的。
可分为“热探测器”和“光子探测器”两类。 1).热探测器 • 热探测器在吸收红外辐射能后温度升高，引起某种物理性质的
变化，这种变化与吸收的红外辐射能成一定的关系。常用的物 理现象有温差热电现象、金属或半导体电阻阻值变化现象、热 释电现象、气体压强变化现象、金属热膨胀现象、液体薄膜蒸 发现象等。因此，只要检测出上述变化，即可确定被吸收的红
• 用这些物理现象制成的热电探测器，在理论上对一切波长的红 外辐射具有相同的响应。但实际上仍存在差异。其响应速度取
.
7
• 热释电传感器是一种检测物体辐射的红外能量的传感 器，它是利用PZT等晶体结构的表面电荷极化随其温 度变化而改变这种特性的传感器。
.
8
• 图为热释电传感器的内部结构 其内部结构是由窗口、具有热释 电效应的PZT板以及高阻抗低噪 声的FET组合而成，将其封入壳 内，保持密封性并防止外来噪声 的混入。PZT板表面吸收红外线， 并在受光面的里外各自安装取出电 荷的一对电极，通过改变电极对数 与接线方式，就可进行各种量的检 测。
.
4
2. 红外辐射的基本定律 1).基尔霍夫定律 • 物体向周围发射红外辐射能时，同时也吸收周围物体发射的红
外辐射能，即
ER E0
式中 ER——
α——
E0—— 2).斯忒藩-玻尔兹曼定律
• 物体温度越高，发射的红外辐射能越多，在单位时间内其单位 面积辐射的总能量E
ET4
，具有反射、折射、散射、 干涉、吸收等特性。能全部吸收投射到它表面的红外 辐射的物体称为黑体；能全部反射的物体称为镜体； 能全部透过的物体称为透明体；能部分反射、部分吸 收的物体称为灰体。严格地讲，在自然界中，不存在
• 上述这些特性就是把红外光辐射技术用于卫星遥感遥 测、红外跟踪等军事和科学研究项目的重要理论依据。
1 0－ 9
1 0－ 7
/ m 1 0－ 5 1 0－ 3
1 0－ 1
宇 宙 射 线 射 线
X射 线
紫可 外见 线光
/ cm
10
1 0－ 1
10
红 外线
微波
/m
1 02
1 03
1 04
无 线电 波
近红外 中红外
远 红外
极 远红 外
0
3
6
9
12
15
18
21
/ m
.
3
• 在自然界中只要物体本身具有一定温度(高于绝对零度)， 都能辐射红外光。例如电机、电器、炉火、甚至冰块 都能产生红外辐射。
上 下 范 围 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。
.
22
2).光子探测器
• 利用光子效应制成的红外探测器称为光子探测器。常 用的光子效应有光电效应、光生伏特效应、光电磁效
• 热探测器与光子探测器比较：
.
9
• 图a是采用1个热释电元件的结构及其等效电路(P2613)，这个热 释电元件(一对电极)敏感地捕捉到被测物体或光源，具有很高的 灵敏度，但对于背景的 波动也比较敏感。主要 用于气体分析或辐射式 温度计。
• 图b是常用的带有温度 补偿型P3782。
.
10
• 图c是采用两个热释电元件，而受光电极反相串联的结构及其等 效电路(P7187)，这种方式可有效防止背景波动的影响，以及干 扰光照射时的误动作。
.
12
菲涅尔透镜
菲涅尔透镜 热释电晶片
.
13
菲涅尔透镜外形
传感器不加菲涅尔 透镜时，其检测距离 小于2m，而加上该透 镜后，其检测距离可 增加3倍以上。
.
14
热释电套件
.
15
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
.
16
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm
接插件
.
17
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
传感技术与信号处理
第10章
第10章 辐射式传感器
10.1 红外辐射传感器 10.2 热释电传感器工作原理 10.3 红外传感器的应用
.
1
10.1 红外辐射传感器
热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线 而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热 释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代 才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。 热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射 探测器。特别是在科学研究、军事工程和医学方面起着极 其重要的作用。例如红外制导火箭、红外成像、红外遥感 等。红外辐射技术的重要工具就是红外辐射传感器，它是 遥感技术、空间科学的敏感部件。
.
2
1. 红外检测的物理基础
• 红外辐射又称红外光，红外光是太阳光谱的一部分，在电磁波中 其波长从1.0～1000um。红外光的最大特点就是具有光热效应， 能辐射热量，它是光谱中最大光热效应区。红外光处在光谱中可 见光之外，它是一种不可见光。电磁波谱中的位置如图 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。
.
18
热释电传感器应用
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
.
19
热释电感应灯
热释电 传感器
.
20
自动感应灯
（参考施特朗公司资料）
.
21
热释电传感器在智能空调中的应用
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。
σ——斯忒藩-玻耳兹曼常数，σ＝5.67×10-8W/(m2·k4)
ε——比辐射率，黑体的ε＝1。.
5
3).维恩位移定律
• 红外辐射的电磁波中，包含着各种波长，其峰值辐射波长λm与
物体自身的绝对温度T成反比，即
λm＝2897/T （μm)
.
6
3.红外探测器 • 红外探测器是红外检测系统中最重要的器件之一，按工作原理
场效应管
两块反向
串联的热
释电晶片
.
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10.2热释电传感器工作原理
热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱 型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个 不大的视场角，当人体在透镜的监视视野范围中运动 时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上 的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信 号。当然，如果人体静止不动地站在热释电元件前面， 它是“视而不见”的。
可分为“热探测器”和“光子探测器”两类。 1).热探测器 • 热探测器在吸收红外辐射能后温度升高，引起某种物理性质的
变化，这种变化与吸收的红外辐射能成一定的关系。常用的物 理现象有温差热电现象、金属或半导体电阻阻值变化现象、热 释电现象、气体压强变化现象、金属热膨胀现象、液体薄膜蒸 发现象等。因此，只要检测出上述变化，即可确定被吸收的红
• 用这些物理现象制成的热电探测器，在理论上对一切波长的红 外辐射具有相同的响应。但实际上仍存在差异。其响应速度取
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• 热释电传感器是一种检测物体辐射的红外能量的传感 器，它是利用PZT等晶体结构的表面电荷极化随其温 度变化而改变这种特性的传感器。
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• 图为热释电传感器的内部结构 其内部结构是由窗口、具有热释 电效应的PZT板以及高阻抗低噪 声的FET组合而成，将其封入壳 内，保持密封性并防止外来噪声 的混入。PZT板表面吸收红外线， 并在受光面的里外各自安装取出电 荷的一对电极，通过改变电极对数 与接线方式，就可进行各种量的检 测。
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2. 红外辐射的基本定律 1).基尔霍夫定律 • 物体向周围发射红外辐射能时，同时也吸收周围物体发射的红
外辐射能，即
ER E0
式中 ER——
α——
E0—— 2).斯忒藩-玻尔兹曼定律
• 物体温度越高，发射的红外辐射能越多，在单位时间内其单位 面积辐射的总能量E
ET4
，具有反射、折射、散射、 干涉、吸收等特性。能全部吸收投射到它表面的红外 辐射的物体称为黑体；能全部反射的物体称为镜体； 能全部透过的物体称为透明体；能部分反射、部分吸 收的物体称为灰体。严格地讲，在自然界中，不存在
• 上述这些特性就是把红外光辐射技术用于卫星遥感遥 测、红外跟踪等军事和科学研究项目的重要理论依据。
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1 0－ 7
/ m 1 0－ 5 1 0－ 3
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宇 宙 射 线 射 线
X射 线
紫可 外见 线光
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红 外线
微波
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无 线电 波
近红外 中红外
远 红外
极 远红 外
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/ m
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• 在自然界中只要物体本身具有一定温度(高于绝对零度)， 都能辐射红外光。例如电机、电器、炉火、甚至冰块 都能产生红外辐射。
上 下 范 围 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。
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2).光子探测器
• 利用光子效应制成的红外探测器称为光子探测器。常 用的光子效应有光电效应、光生伏特效应、光电磁效
• 热探测器与光子探测器比较：
.
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• 图a是采用1个热释电元件的结构及其等效电路(P2613)，这个热 释电元件(一对电极)敏感地捕捉到被测物体或光源，具有很高的 灵敏度，但对于背景的 波动也比较敏感。主要 用于气体分析或辐射式 温度计。
• 图b是常用的带有温度 补偿型P3782。
.
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• 图c是采用两个热释电元件，而受光电极反相串联的结构及其等 效电路(P7187)，这种方式可有效防止背景波动的影响，以及干 扰光照射时的误动作。
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菲涅尔透镜
菲涅尔透镜 热释电晶片
.
13
菲涅尔透镜外形
传感器不加菲涅尔 透镜时，其检测距离 小于2m，而加上该透 镜后，其检测距离可 增加3倍以上。
.
14
热释电套件
.
15
热释电报警器
菲涅尔透镜
设定按钮
.
16
热释电报警器（续）
菲涅尔透镜
Φ 5mm
接插件
.
17
热释电报警器（续）
吸顶式 热释电报警器
传感技术与信号处理
第10章
第10章 辐射式传感器
10.1 红外辐射传感器 10.2 热释电传感器工作原理 10.3 红外传感器的应用
.
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10.1 红外辐射传感器
热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线 而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热 释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代 才又兴起了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。 热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射 探测器。特别是在科学研究、军事工程和医学方面起着极 其重要的作用。例如红外制导火箭、红外成像、红外遥感 等。红外辐射技术的重要工具就是红外辐射传感器，它是 遥感技术、空间科学的敏感部件。
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1. 红外检测的物理基础
• 红外辐射又称红外光，红外光是太阳光谱的一部分，在电磁波中 其波长从1.0～1000um。红外光的最大特点就是具有光热效应， 能辐射热量，它是光谱中最大光热效应区。红外光处在光谱中可 见光之外，它是一种不可见光。电磁波谱中的位置如图 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。
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热释电传感器应用
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
.
19
热释电感应灯
热释电 传感器
.
20
自动感应灯
（参考施特朗公司资料）
.
21
热释电传感器在智能空调中的应用
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。
σ——斯忒藩-玻耳兹曼常数，σ＝5.67×10-8W/(m2·k4)
ε——比辐射率，黑体的ε＝1。.
5
3).维恩位移定律
• 红外辐射的电磁波中，包含着各种波长，其峰值辐射波长λm与
物体自身的绝对温度T成反比，即
λm＝2897/T （μm)
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3.红外探测器 • 红外探测器是红外检测系统中最重要的器件之一，按工作原理
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光纤传感器的分类PPT课件全
NA sini n12 n22
反映纤芯接收光量的多少，标志光纤接收性能。 意义：无论光源发射功率有多大，只有2θi张角
之内的光功率能被光纤接受传播。 大的数值孔径：有利于耦合效率的提高。 但数值孔径太大，光信号畸变也越严重。
2. 光纤模式
按传输模式分为单模光纤和多模光纤。
阶跃型的圆筒波导内传播的模式数量表示为
4.4 光纤传感器
4.4.1 光导纤维的结构和导光原理 4.4.2 光导纤维的主要参数 4.4.3 光纤传感器结构原理 4.4.4 光纤传感器的分类 4.4.5 光纤传感器的特点 4.4.6 光纤传感器的应用
4.4.1 光导纤维的结构和导光原理
圆柱形内芯和包层组成，而且内芯的折射率略 大于包层的折射率（n2<n1）
利用光弹效应的声、压力或振动传感器； 利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器； 利用电致伸缩的电场、电压传感器
利用Sagnac效应的旋转角速度传感器（光纤陀 螺）
优点：灵敏度很高， 缺点：特殊光纤及高精度检测系统，成本高。
4.4 光纤传感器
4.4.1 光导纤维的结构和导光原理 4.4.2 光导纤维的主要参数 4.4.3 光纤传感器结构原理 4.4.4 光纤传感器的分类 4.4.5 光纤传感器的特点 4.4.6 光纤传感器的应用
4.4.4 光纤传感器的分类
传感器
光学现象
被测量
光纤
分类
干
光纤传感器相位调制
干涉（磁致伸缩）
涉
干涉（电致伸缩）
型
Sagnac效应
光弹效应
干涉
电流、磁场 电场、电压 角速度 振动、压力、加速度、位移 温度
SM、PM
a
SM、PM
a
SM、PM
反映纤芯接收光量的多少，标志光纤接收性能。 意义：无论光源发射功率有多大，只有2θi张角
之内的光功率能被光纤接受传播。 大的数值孔径：有利于耦合效率的提高。 但数值孔径太大，光信号畸变也越严重。
2. 光纤模式
按传输模式分为单模光纤和多模光纤。
阶跃型的圆筒波导内传播的模式数量表示为
4.4 光纤传感器
4.4.1 光导纤维的结构和导光原理 4.4.2 光导纤维的主要参数 4.4.3 光纤传感器结构原理 4.4.4 光纤传感器的分类 4.4.5 光纤传感器的特点 4.4.6 光纤传感器的应用
4.4.1 光导纤维的结构和导光原理
圆柱形内芯和包层组成，而且内芯的折射率略 大于包层的折射率（n2<n1）
利用光弹效应的声、压力或振动传感器； 利用磁致伸缩效应的电流、磁场传感器； 利用电致伸缩的电场、电压传感器
利用Sagnac效应的旋转角速度传感器（光纤陀 螺）
优点：灵敏度很高， 缺点：特殊光纤及高精度检测系统，成本高。
4.4 光纤传感器
4.4.1 光导纤维的结构和导光原理 4.4.2 光导纤维的主要参数 4.4.3 光纤传感器结构原理 4.4.4 光纤传感器的分类 4.4.5 光纤传感器的特点 4.4.6 光纤传感器的应用
4.4.4 光纤传感器的分类
传感器
光学现象
被测量
光纤
分类
干
光纤传感器相位调制
干涉（磁致伸缩）
涉
干涉（电致伸缩）
型
Sagnac效应
光弹效应
干涉
电流、磁场 电场、电压 角速度 振动、压力、加速度、位移 温度
SM、PM
a
SM、PM
a
SM、PM
《传感器检测技术及仪表》第7章PPT
7.3.3 热释电红外探测器
一、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。能产生热释 电效应的晶体称为热释电体。
二、热释电红外传感器的结构及内部电路
三、热释电红外探测模块及其应用 1、热释电红外探测模块HN911
图 7－3－4 HN911模块的内部电路结构
图 7－2－6 帧转移面阵
7.2.3 CCD数码照相机 一、CCD数码相机的内部结构
图7-2-7 面阵CCD数码相机的内部结构图
一、CCD数码相机的内部结构
1、镜头 作用与普通相机相同 2、CCD图像传感器——数码相机中的感光介质 3、模／数转换器——将CCD得到的模拟电信号转化为数字信号 4、微处理器——处理数字信号、统一协调和控制 5、存储器——保存数字图像数据 6、LCD(液晶显示屏)——取景、显示照片、显示功能菜单 7、接口——输出数据
二、光纤传感器的分类
功能型——光纤用作敏感元件，常用单模光纤 非功能型——光纤用作传感元件，常用多模光纤
三、传输光的调制方式
1．调制方式种类 光强调制——应用最多 光相位调制 光频率调制 光波长调制 光偏振调制
2．光强调制方式
（1）辐射式 （2）光纤位移式 入射光纤不动 出射光纤不动
图7-1-5光强小位移调制
二、超声波传感器 1、组成：由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保护膜等组成 2、典型结构：
（a）直探头 （b）水浸探头 （c）双探头 （d）斜探头 超声波频率f与 压电晶片的厚 度δ成反比
1 f 2
E
11
逆压电效应产生超声波 正压电效应接收超声波
7.4.2核辐射传感器
(定量遥感课件)绝对辐射定标
(定量遥感课件）绝对辐射定标
辐射定标方法分类
积分球定标源
积分球定标系统
实验室标准灯
标准黑体
星上定标器
星上定标器把已知辐照度相对稳定的光源引入 光学系统，然后在不同时间记录下定标器的信 号，以确定传感器的响应是否发生变化。
TM的星上定标器包括三个灯和一束光纤 SPOT-1 HRV有一个基准灯内定标器，此外
青海湖TM图像
辐射定标同步观测试验
试验前准备工作 野外观测试验 定标数据处理
试验前准备工作
室内仪器检测 不同仪器比对 实验室仪器标定 标准参考板BRF室内标定 同步观测大纲制定 其它野外试验准备
野外观测试验及数据处理
大气光学特性观测 气象探空测量 地表反射比测量 水表辐亮度测量 地面测量目标定位
外 定 标 场 景 图来自大气光学参数测量CE-318 sun-photometer
地表反射比测量
ASD野外光谱仪测量 CE312通道式辐射计测量
青海湖水表辐亮度测量
CE312通道式热红外辐射计
Bomen红外干涉光谱仪
HRV还有一个太阳基准定标器，用光纤引入太 阳光。 星上定标存在缺陷：
• 定标光路和对地观测时的光路不同 • 自身基准定标光源退化 • 滤光片和分光片光谱特性的改变
实验场定标
遥感卫星传感器在轨定标，也称替代定标， 是利用地面均一场地作为定标目标,把地面 测得地表反射率或辐亮度和大气参数输入 到辐射传输计算程序，计算出大气层顶的 表观辐亮度或表观反射率，然后将表观辐 亮度或表观反射率与卫星计数值相比较得 到卫星传感器的定标系数 。
辐射定标方法分类
积分球定标源
积分球定标系统
实验室标准灯
标准黑体
星上定标器
星上定标器把已知辐照度相对稳定的光源引入 光学系统，然后在不同时间记录下定标器的信 号，以确定传感器的响应是否发生变化。
TM的星上定标器包括三个灯和一束光纤 SPOT-1 HRV有一个基准灯内定标器，此外
青海湖TM图像
辐射定标同步观测试验
试验前准备工作 野外观测试验 定标数据处理
试验前准备工作
室内仪器检测 不同仪器比对 实验室仪器标定 标准参考板BRF室内标定 同步观测大纲制定 其它野外试验准备
野外观测试验及数据处理
大气光学特性观测 气象探空测量 地表反射比测量 水表辐亮度测量 地面测量目标定位
外 定 标 场 景 图来自大气光学参数测量CE-318 sun-photometer
地表反射比测量
ASD野外光谱仪测量 CE312通道式辐射计测量
青海湖水表辐亮度测量
CE312通道式热红外辐射计
Bomen红外干涉光谱仪
HRV还有一个太阳基准定标器，用光纤引入太 阳光。 星上定标存在缺陷：
• 定标光路和对地观测时的光路不同 • 自身基准定标光源退化 • 滤光片和分光片光谱特性的改变
实验场定标
遥感卫星传感器在轨定标，也称替代定标， 是利用地面均一场地作为定标目标,把地面 测得地表反射率或辐亮度和大气参数输入 到辐射传输计算程序，计算出大气层顶的 表观辐亮度或表观反射率，然后将表观辐 亮度或表观反射率与卫星计数值相比较得 到卫星传感器的定标系数 。
热释电红外传感器PIR原理教程ppt课件
15
(三)
1.热释电应用电路原理图 2.典型电路设计分析(一) 3.典型电路设计分析(二) 4.聚光系统---菲涅尔镜片
的原理和应用
16
热释电红外传感器工作电路原理图
常用放大电路有 哪些?
17
典型电路设计分析(一)
reture
18
具体电路应用设计分析(一) [电路工作原理]
探头接收到人体释放的热释红外信号,经VT1、IC2两级放大,输入电压比较器 IC3。其中RP为参考电压调节电位器，用来调节电路灵敏度，也就是探测范围。 平时，参考电压（IC3的（2）脚电压）高于IC2的输入电压（IC3的（3）脚电 压），IC3输出低电平。
二.定性处理 解决有无的问题
7
红外传感器的工作原理 人体辐射 ♣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。
传感器只对移动或运动的人体、体温近似人体的物体起作用。
12
红外传感器的工作原理
（1）人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去 互补平衡作用而很敏感地产生信号输出，见图（3C）。 （2）人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。
13
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.
2
红外传感器在生活中的应用
3
红外传感器在生活中的应用 1.“有电，危险”安全警示电路 用于有电的场合，当有人进入这些场 合时，通过发出语音和声光提醒人们注意安全。 2.自动门 主要用于银行、宾馆。当有人来到时，大门自动打开，人离 开后又自动关闭。 3.红外线防盗报警器 用于银行、 办公楼、家庭等场合的防盗报警。 4.高速公路车辆车流计数器 5.自动开、关的照明灯，人体 接近自动开关等。
(三)
1.热释电应用电路原理图 2.典型电路设计分析(一) 3.典型电路设计分析(二) 4.聚光系统---菲涅尔镜片
的原理和应用
16
热释电红外传感器工作电路原理图
常用放大电路有 哪些?
17
典型电路设计分析(一)
reture
18
具体电路应用设计分析(一) [电路工作原理]
探头接收到人体释放的热释红外信号,经VT1、IC2两级放大,输入电压比较器 IC3。其中RP为参考电压调节电位器，用来调节电路灵敏度，也就是探测范围。 平时，参考电压（IC3的（2）脚电压）高于IC2的输入电压（IC3的（3）脚电 压），IC3输出低电平。
二.定性处理 解决有无的问题
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红外传感器的工作原理 人体辐射 ♣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。
传感器只对移动或运动的人体、体温近似人体的物体起作用。
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红外传感器的工作原理
（1）人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去 互补平衡作用而很敏感地产生信号输出，见图（3C）。 （2）人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。
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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.
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红外传感器在生活中的应用
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红外传感器在生活中的应用 1.“有电，危险”安全警示电路 用于有电的场合，当有人进入这些场 合时，通过发出语音和声光提醒人们注意安全。 2.自动门 主要用于银行、宾馆。当有人来到时，大门自动打开，人离 开后又自动关闭。 3.红外线防盗报警器 用于银行、 办公楼、家庭等场合的防盗报警。 4.高速公路车辆车流计数器 5.自动开、关的照明灯，人体 接近自动开关等。
《传感器技术》PPT课件
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多指灵巧手——手指传感器系统
指尖力/力矩传感器
温度传感器
手指关节力矩传感器 关节位置传感器
基关节力矩传感器
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电机霍尔传感器
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仿人灵巧手的精细抓取操作
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仿生控制（EEG）
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§5-1 概述
❖ 传感器：获取信息（视觉、力觉、触觉、听觉、嗅 觉、味觉等），实现机器人自动化
❖ 是一种电阻式传感器
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线绕电位器式传感器工作原理及结构
线绕电位器结构图
电阻系数很高的导线绕在绝缘骨架上，用电刷（活动触点）调节阻值。
特点：结构简单，尺寸小，输出特性精度高（可达0.1%）。寿命短，
2021分/6辨/10力也较低。
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x
Rx
0
Ui
R
(等效电路)
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2o021/6/10
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x
4．灵敏度
传感器输出变化量 y 与引起该变化量的输入变化量
x 之比即为静态灵敏度。 k y/x
（拟合直线即为斜率）
5．分辨力
分辨力是指传感器可能检测出被测信号的最小增量。
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6. 漂移
输出量随时间变化的现象，又称时漂； 反映传感器的稳定性指标；
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1、增量式编码器结构及原理
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2、绝对式编码器原理
绝对式光电编码器是把被测转角通过读取码盘上 的图案信息直接转换成相应代码的检测元件。
绝对式光电编码器是在透明材料的圆盘上精确地 印制上二进制编码。
光电传感器PPT课件
材料的光导性能决定于禁带宽度，对于一种光电导材
料，总存在一个照射光波长限λ0，只有波长小于λ0的光照 射在光电导体上，才能产生电子能级间的跃进，从而使光
电导体的电导率增加。
（2）光生伏特效应
某些半导体或电介质材料，在光线作用下，能够使物体产 生一定方向的电动势的现象叫做光生伏特效应。当光线照 射于半导体PN结时，在PN结两端就会产生一定的电位差， 并将在外回路中产生电流。基于这种效应的光电器件有光 电池和光敏二极管、光敏三极管。
外光电效应多发生于金属和金属氧化物，从光开始照射 到金属释放电子所需时间不超过10-9s。
根据能量守恒定理，可以得到爱因斯坦光电效应方程：
h
1 2
mv02
A0
式中m—电子质量；v0—电子逸出速度。
光电子能否产生，取决于光电子的能量是否大于该物 体的表面电子逸出功A0。不同的物质具有不同的逸出功， 即每一个物体都有一个对应的光频阈值，称为红线频率或 波长限。光束频率低于红线频率时，光子能量不足以使物 体内的电子逸出，因而小于红线频率的入射光，光强再大 也不会产生光电子发射；反之，入射光频率高于红线频率， 即使光线微弱，也会有光电子射出。
光电器件的基本特性参数
（1）响应度k 光电器件输出电压VO与入射光功率PI之比称为响应度
k，即： k= VO/ PI = VO /(H·Ad)
式中， VO是器件的输出电压， PI为入射光敏面的辐射功 率，Ad是器件受光面积，H为光敏面的辐射照度。k的单 位是(V/W)。
响应度k是表征光电器件输出信号能力的特征量。
光电倍增管：
二，光电倍增管(photomultiplier ,PMT)
当入射光很微弱时，普通光电管的产生的光电流很小， 不容易探测，这时常用光电倍增管对电流进行放大。
全辐射高温计 ppt课件
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3.热电极材料
1）热电动势及热电动势率要大，保证足够的灵敏度。 2）热电特性最好是线性或近似线性的单值函数关系。 3）能在较宽的温度范围内使用，物理、化学性质要稳定。 4）要有高的电导率、小的电阻温度系数及小的导热系数。 5）复制性要好，即用同一种材料制成的热电偶其热电特 性要一致，这样便于制作统一的分度表。
用分度号为S的铂铑10—铂热电偶测炉温，其冷端温度 为30℃，而直流电位差计测得的热电动势为9.481mV，试 求被测温度。
解：查铂铑10—铂热电偶分度表，得 E(30,0)=0.173mV，由式（2-5）得
E(t,0) E(t,30) E(30,0) 9.654mV
再查该分度表得被测温度t=1006.5℃。若不进行校正，则 所测9.481mV对应的温度为991℃，误差–15.5℃。
• 例2-3
用镍铬—镍硅热电偶测量某一实际为 1000℃的对象温度。所配用仪表在温度为 20℃的控制室里，设热电偶冷端温度为 50℃。当热电偶与仪表之间用补偿导线或 普通铜导线连接时，测得温度各为多少?又 与实际温度相差多少?
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6.热电偶的冷端温度补偿
解：查K型热电偶分度表，得E(1000,0)=41.269mV， E(50,0)=2.022mV，E(20,0)=0.798mV。
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例题
例2-1 已知某点温度为10℃，将该温度转换 为华式温标和90国际温标。
解：根据各种温标间的关系 m=1.8n+32=(1.8×10+32)℉=50℉ T90=t90+273.15=(10+273.15)K