熱釋電紅外傳感器(PIR)屬于熱電型紅外傳感器,,是基于熱電效應(yīng)原理制成的,。 這種探測(cè)元件有三種類型,單元型,、雙元型,、四元型這三種探測(cè)元件?;鹧鏅z測(cè)器,、輻射高溫計(jì),這樣的檢測(cè)儀表用的是單元型探測(cè)元件,。因?yàn)閱卧吞綔y(cè)元件的靈敏度極高,,需要進(jìn)行溫補(bǔ)來降低靈敏度。所以這種探測(cè)元件的傳感器一般用于火災(zāi)報(bào)警器,、手持式溫度測(cè)量儀的測(cè)溫傳感器,,也就是靈敏度要求高的場(chǎng)合應(yīng)用,。 而題目說的PIR傳感器屬于三種當(dāng)中的雙元型或四元型探測(cè)元件,而雙元型探測(cè)元件應(yīng)用最多,。例如下圖所示的雙元型探測(cè)元件結(jié)構(gòu)示意圖,。 熱釋電紅外傳感器需要用到濾光窗(濾光片)。因?yàn)镻IR傳感器能感知的波長(zhǎng)范圍寬,,增強(qiáng)抗干擾能力而只對(duì)人體輻射紅外線敏感,,所以就要用到濾光窗。這里順便提及下濾光窗的波長(zhǎng)范圍(0.2um~20um),,而人體輻射波長(zhǎng)范圍(09.35um~9.38um),。得知,人體輻射波長(zhǎng)正好在濾光窗波長(zhǎng)范圍內(nèi),。因此,,濾光窗起到有效的阻值其他光源干擾,只允許人體輻射紅外線通過的作用,。 有上圖的雙元型探測(cè)元件結(jié)構(gòu)圖可知,,兩個(gè)探測(cè)元件是以極性相反的方式進(jìn)行串聯(lián),目的是降低自身和環(huán)境溫度引起的熱釋電信號(hào)干擾,。而圖中用的場(chǎng)效應(yīng)管的作用進(jìn)行匹配阻抗變換,。 阻抗變換過程。由于場(chǎng)效應(yīng)管的輸入阻抗可達(dá)10^10歐姆,,以共漏極的方式接,,可實(shí)現(xiàn)阻抗變換,而柵極和探測(cè)元件又并聯(lián)個(gè)高電阻值的電阻Rg,,用于吸收過多的光能量,,防止場(chǎng)效應(yīng)管損壞,那么從場(chǎng)效應(yīng)管S極出來的電壓信號(hào)就可以由放大器方大處理,。 如下圖所示的PIR信號(hào)調(diào)理電路圖: 當(dāng)PIR傳感器在它的探測(cè)范圍內(nèi)檢測(cè)到人經(jīng)過時(shí),,在R9兩端會(huì)產(chǎn)生頻率為0.1~10Hz的微弱紅外電信號(hào),然后通過R5將信號(hào)送往LM358進(jìn)行第一級(jí)放大,,第一級(jí)運(yùn)算放大增益為R8/R5約55.6,,而且R8與電容C13組成上限截止頻率為16Hz的低通濾波器。第二級(jí)運(yùn)算放大增益為R3/R6約20,,而且R3與電容C4組成上限截止頻率為8Hz的低通濾波器,。因此。R9的電信號(hào)經(jīng)過LM358的兩級(jí)放大后,,總得放大增益約為1000,于是初始信號(hào)由幾mV變成1.2V,。而R4和R10構(gòu)成的偏置電路將第一級(jí)放放大器的3號(hào)引腳電壓置位1.1V,,R11,、R13、C15構(gòu)成的串并聯(lián)電路將用于濾波和除去噪音,。 最后把信號(hào)通過單片機(jī)進(jìn)行處理,,完成數(shù)字濾波、智能鑒幅,、環(huán)境溫度實(shí)時(shí)檢測(cè),,來實(shí)現(xiàn)增益的自適應(yīng)調(diào)整等操作。 |
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