1、能在红外辐射下产生热效应的高热电 系数材料。 通常,电介质的内部是没有载流子的，因此它没有导电能力。 但是任何电介质毫无例外地都是由带电粒子组成的，即由电子和 原子核组成的。在外加电压的作用下，这些带电粒子也要发生移 动，带正电荷的粒子趋向负极，带负电荷的粒子趋向正极。其结 果是使电介质的个表面带正电，另个表面带负电，我们称这 种现象为电极化。在电压加上去的瞬间到电极化状态建立起来的 这段时间内，电介质内部的电荷顺着外加电场的方向运动，形成 种电流，这个电流称为位移电流。但是当极化状态建立之后， 位移电流即消失。对于大多数的电介质，当电压除去后，极化状 态随之消失，其带电粒子的运动又恢复原态。 对于上述现象，些铁电体电介质材料却是个例外，像上述 的几种铁电体材料，当被极化后撤去外加电压时，这种极化现象 。

2、路元件和模块的选择上尽量采用通用基础的元器件，避免采用 大规模的集成电路来设计电路。 三热释电红外传感器 热释电红外传感器的结构原理 自然界的任何物体，只要其温度高于绝对零度， 总是不断地向外发出红外辐射，并以光的速度传播能量。物体向 外辐射红外辐射的能量与物体的温度和红外辐射的波长有关。假 定物体发射红外辐射的峰值波长为，它的温度为，则辐射 能量等于红外辐射的峰值波长与物体温度的乘积。这乘 积为常数，即。 物体的温度越高，它所发射的红外辐射的峰值波长越小，发 出红外辐射的能量也越大。 些被称为铁电体的电介质材料，如钛酸铅硫酸三甘钛 钽酸锂等，受到红外辐射后其温度会升高，这种现象称为红外辐 射的热效应。能够在红外辐射下产生热效应的材料称为高热电系 数材料。上述材料便是这种。

3、的有效面积和放大器带宽ƒ有关，故引人 归化探测度 ƒ 图响应波长图 热释电红外传感器的安装与使用 热释电红外传感器根据其使用目的的不向，每型号都有自 己的响应波长范围，使用时应根据使用目的选择合适的传感器。 例如当用来测量温度时，应选用响应波长为的传感器。 用于火焰探测时，则应选用响应波长为的传感器。 如果用于人体探测，如防盗或保安等，则应选用波长为 的传感器。若选择不当，则会使仪器失去控制作用或达不到控制 要求。 热释电红外传感器在使用和安装中应注意以下几点 热释电红外传感器必须与菲涅尔透镜配合使用才能有效地发 挥它的作用。菲涅尔透镜除使用购买的成品外，还可以自树。其 方法是将原纸板用小刀刻出若干条狭缝，然后弯成弧形即可。不 过这种透镜无聚焦功能，故灵敏度较低。菲涅你透镜与热释电传 。

4、长。 噪声电压 任何种传感器都不同程度地存在着噪声电压，它是种无 法避免的毫无规律的电压起伏。如果噪声电压过高，它的数值 接近或已超过有用的信号电压，则该传感器就无法使用了。因此 必须将传感器的噪声电压限制在定的允许范围内。常见的热释 电红外传感器的噪声电压的峰峰值般为几十至几百毫伏。 等效噪声功率 若辐射到传感器上的红外辐射功率所产生的有用输出电压 恰与传感器本身的噪声电压相等，此时的辐射功率称为等效噪声 功率，即信噪比为时所需要的输人功率。等效噪声功率仅是 个理论界限，并不意味着辐射功率大于就可以检测出来。事 实上，要检测出辐射信号的存在，辐射功率应是的倍。 热释电红外传感器的值为。 探测度 探测度的定义为等效噪声功率的倒数，即 。显然，越大越好。实验发现，许多红外传感器的和 均与探测元。

5、了允许波长范围的红外辐射通过外，还能将灯 光阳光和其他红外辐射拒之门外。 图双探测元热释电红外传感器 红外辐射在大气中传播时会被大气吸收而降低辐射强度，不 过这种吸收对整个红外辐射波段的吸收是不均匀的。在 这三个波长范围内，大气的吸收是 很小的，它的透射特性如图所示。 图大气透射光谱 人体辐射的红外线波长约为，恰好位于这 个大气窗口的波长范围内。因此人体发出的红外辐射能够较好地 穿过大气到达热释电红外传感器。 图是种滤光片的透射比曲线。由该图可见，该滤光片能将 波长内的红外辐射大部分吸收，用作人体红外传感器。 热释电红外探测元的阻抗高达，因此必须采用变换 元件对其输出的信号进行阻抗变换后才能作为控制信号输出。通 常使用具有高输人阻抗的场效应管，将其接成源极跟随器，使其 变成低输出阻抗的控制信。

6、感器配合使用时，必须仔细调整其距离，使传感器位于透镜的焦 点区，以发挥传感器的最佳灵敏度。 热释电红外传感器的安装高度应在距地面之间， 传感器向下应有定的倾斜度，以减小探测死角，如图 所示。其中图为传感器安装示意图，图为 探测方向示意图。 图传感器的安装 传感器与控制电路之间的距离应尽置地短，并使用屏蔽引 线连接，以免引人干扰。几种常用热释电传感器的特性如表所 示。 表几种常用热释电传感器的特性 目录 引言 二设计思路 三热释电红外传感器 热释电红外传感器的结构原理 热释电红外传感器的主要技术参数 热释电红外传感器的安装与使用 热释电红外传感器控制电路 四菲涅耳透镜 菲涅耳透镜的原理 菲涅尔镜片主要参数 菲涅尔透镜的主要技术指标 如何避免红外探测器误报警和漏报警 五编码译码电。

7、，与放大器的输人端相匹配。这和驻 极体话筒中采用场效应管进行阻抗变换的作用很相似，其中电阻 是用来释放场效应管的栅极电荷，使其正常工作的。 热释电红外传感器有两种封装形式，图为金属封装 形式。在图中，为内部场效应管的漏极，为源极，为 栅极。图为塑料封装形式。实际使用时，端接电源正极， 端接电源负极，端为信号输出端。 图种滤光片的透射比 图封装形式 热释电红外传感器的主要技术参数 响应度 热释电红外传感器的响应度也称灵敏度，它的单位力 或，它表明传感器的输出电压与输人的红外辐射功率 之比。常用的热释电红外传感器，它的响应度般为几百几 千伏瓦。 响应波长范围 传感器的响应度与人射红外辐射的波长有关，可用如图 所示曲线来表示，其中为峰值响应波长，响应皮下降到峰 值波长的半时所对应的波长称为截止。

8、 编码电路 译码电路 六无线发射∕接收电路 无线发射电路 无线接收电路 七热释电红外探测多路无线报警系统 电路组成 工作原理 热释电传感器的测试 八设计总结 九参考文献 引言 热释电红外传感器是种被动式调制型温度敏感器件，利用 热释电效应工作，它是通过目标与背景的温差来探测目标的。其 响应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用光谱响应宽 工作频率宽，灵敏度与波长无关，容易使用。这种探测器，灵敏 度高，探测面广，是种可靠性很强的探测器。因此广泛应用于 各类入侵报警器，自动开关非接触测温火焰报警器等，目前 生产有单元双元四元等传感器和带有控制电路 的传感器。常用的热释电探测器如硫酸三甘钛探测器 铌酸锶钡探测器钽酸锂探测器锆钛酸铅 探测器等。热释电红外传感器本身不发任何类型的辐射， 器件功。

9、红外探测器的红外探测的基本概念就是感应 移动物体与背景物体的温度的差异。 需要指出的是，如果红外辐射持续下去，电介质的温度就会 升到新的平衡状态，表面电荷也同时达到平衡。这时它就不再释 放电荷，也就不再有信号输出了，如图所示。因此，对于这类 热释电红外传感器，只有在红外辐射强度不断变化，它的内部温 度随之不断升降的过程中，传感器才有信号输出，而在稳定状态 下，输出信号则为零。因此在应用这类传感器时，应设法使红外 辐射不断变化，这样才能使传感器不断有信号输出。为了满足这 要求，通常在热释电传感器的使用中，总是要在它的前面加装 个菲涅尔透镜。 图电介质的热释电效应 热释电红外传感器由传感探测元干涉滤光片和场效应管匹 配器三部分的红外辐 射有较高的敏感度，在传感器的窗口上加装了块干涉滤光片。 这种滤光片。

10、很小，隐蔽性好。价格低廉。在电子防盗人体探测器 领域中，热释电红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉技 术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。 二设计思路 这套被动式红外探测无线报警系统，总体设计思路是由探测 发射电路和接收报警电路两部分组成。探测发射电路通过热释电 红外探测器探测人体的红外辐射信号，并经过放大编码和发射 等环节，将人体的移动信号转为电信号应用无线电技术发射出 去而接收报警电路则是通过对电信解调译码和声光报警等环 节，将电信号转为声音光源信号，从而达到无线报警的目的。 由于是毕业设计，在设计过程中要以电路原理为主题，因此在电 路元件和模块的选择上尽量采用通用基础的元器件，避免采用 大规模的集成电路来设计电路。 三热释电红外传感器 热释电红外传感。

11、了允许波长范围的红外辐射通过外，还能将灯 光阳光和其他红外辐射拒之门外。 图双探测元热释电红外传感器 红外辐射在大气中传播时会被大气吸收而降低辐射强度，不 过这种吸收对整个红外辐射波段的吸收是不均匀的。在 这三个波长范围内，大气的吸收是 很小的，它的透射特性如图所示。 图大气透射光谱 人体辐射的红外线波长约为，恰好位于这 个大气窗口的波长范围内。因此人体发出的红外辐射能够较好地 穿过大气到达热释电红外传感器。 图是种滤光片的透射比曲线。由该图可见，该滤光片能将 波长内的红外辐射大部分吸收，用作人体红外传感器。 热释电红外探测元的阻抗高达，因此必须采用变换 元件对其输出的信号进行阻抗变换后才能作为控制信号输出。通 常使用具有高输人阻抗的场效应管，将其接成源极跟随器，使其 变成低输出阻抗的控制信。

12、的结构原理 自然界的任何物体，只要其温度高于绝对零度， 总是不断地向外发出红外辐射，并以光的速度传播能量。物体向 外辐射红外辐射的能量与物体的温度和红外辐射的波长有关。假 定物体发射红外辐射的峰值波长为，它的温度为，则辐射 能量等于红外辐射的峰值波长与物体温度的乘积。这乘 积为常数，即。 物体的温度越高，它所发射的红外辐射的峰值波长越小，发 出红外辐射的能量也越大。 些被称为铁电体的电介质材料，如钛酸铅硫酸三甘钛 钽酸锂等，受到红外辐射后其温度会升高，这种现象称为红外辐 射的热效应。能够在红外辐射下产生热效应的材料称为高热电系 数材料。上述材料便是这种能在红外辐射下产生热效应的高热电 系数材料。 通常,电介质的内部是没有载流子的，因此它没有导电能力。 但是任何电介质毫无例外地都是由带电粒子组成的，即。

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