红外传感器_红外传感器的工作原理

红外传感器_红外传感器的工作原理

       大家好，今天我将为大家详细介绍红外传感器的问题。为了更好地呈现这个问题，我将相关资料进行了整理，现在就让我们一起来看看吧。

1.红外测距传感器的应用

2.红外线传感器分为几种

3.红外线传感器的工作原理

4.红外传感器的优缺点有哪些？

5.红外线传感器有什么作用？

6.红外传感器的工作原理

红外测距传感器的应用

       红外测距传感器现在主要应用于现代科技、国防和工农业领域。

       红外测距传感器是一种传感装置，是用红外线为介质的测量系统，其测量范围广，响应时间短，现在主要应用于现代科技，国防和工农业领域。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，利用的红外测距传感器LDM301发射出一束红外光，在照射到物体后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收信号，然后利用CCD图像处理接收发射与接收的时间差的数据。经信号处理器处理后计算出物体的距离。这不仅可以使用于自然表面，也可用于加反射板。测量距离远，有很高的频率响应，更加适合用于恶劣的工业环境中。

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红外线传感器分为几种

       红外传感器的用途是什么？ 以下是红外传感器的用途：1、感知周围环境的某些特征；2、测量物体发出的热量并检测运动：如汽车、电视使用红外探测器来解析从遥控器发送的信号。以下是红外线传感器根据动作的分类：1、热型：将红外线一部分变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。2、量子型：利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN接合之光电动势效果的量子型。 @2019

红外线传感器的工作原理

       根据发出方式不同，红外传感器可分为主动式和被动式两种。 一、主动红外传感器 主动红外传感器的发射机发出一束经调制的红外光束，被红外接收机接收，从而形成一条红外光束组成的警戒线。当遇到树叶、雨、小动物、雪、沙尘、雾遮挡则不应报警，人或相当体积的物品遮挡将发生报警。 主动红外探测器技术主要采用一发一收，属于线形防范，现在已经从最初的单光束发展到多光束，而且还可以双发双受，最大限度的降低误报率，从而增强该产品的稳定性，可靠性。 由于红外线属于环境因素不相干性良好（对于环境中的声响、雷电、振动、各类人工光源及电磁干扰源，具有良好的不相干性）的探测介质；同时也是目标因素相干性好的产品（只有阻断红外射束的目标，才会触发报警），所以主动式红外传感器将会得到进一步的推广和应用。 二、被动红外传感器 被动红外传感器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的。传感器收集外界的红外辐射进而聚集到红外传感器上。红外传感器通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。 这种传感器是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10μm左右的红外辐射必须非常敏感。为了对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 被动红外传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释电元几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 一旦入侵人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜而聚焦，从而被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。被动红外传感器被广泛的应用在人体红外探测器中。

红外传感器的优缺点有哪些？

       红外线传感器原理 红外线传感器依动作可分为：

        (1) 将红外线一部份变换为热，藉热取出电阻值变化及电动势等输出信号之热型。

        (2) 利用半导体迁徙现象吸收能量差之光电效果及利用因PN 接合之光电动势效果的量子型。

        热型的现象俗称为焦热效应，其中最具代表性者有测辐射热器 (Thermal Bolometer)，热电堆(Thermopile)及热电(Pyroelectric)元件。热型及量子型的一般特征如表1 所示，在此仅就热型之热电型红外线传感器加以说明。 优点 缺点 热型 常温动作 波长依存性(波长不同 感度有很大之变化者) 并不存在 便宜 感度低 响应慢(mS 之谱) 量子型 感度 高 响应快速(μS 之谱) 必须冷却(液体氮气) 有波长依存性 价格偏高 表1 红外线热型、量子型比较此传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用，如图1所示红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来，可是事实上不是如此，凡是存在于自然界的物体，如人类、火、冰等等全部都会射出红外线，只是其波长因其物体的温度而有差异而已。例如图1 中，人体的体温约为36～37℃，所放射出峰值为9～10μm的远红外线，另外加热至400～700℃的物 体，可放射出峰值为3～5μm 的中间红外线。

        图1 温度不同红外线波长的差异

        红外线传感 器系可以检出这些物体所发射之各种红外线(温度)的感知器。

        特征

        热电型红外线传感器系利用热电效果，其材料则使用强介质陶 瓷体 (Dielectric Ceramic)，钽酸锂(LiTaO3)等单结晶及PVDF 等有机材料，

        热电型红外线传感器具有下列几项特 征：

        (1) 由于系检知从物体放射出出来的红外线，所以不必直接接触就能够感知物体表面的温度，故人体检知以及移动中物体的温度当然均能以非接触之方式测得。

        (2) 热电型红外线传感器系接受检知对象物所发出的红外线，因此是被动型[请参照图2(a)]，由于不是图(b)所示的主动型，所以并不需要校对投光器、受光器 之光轴等烦琐的作业。

        (a)被动 型 (b)主动型

        图 2人体检知的方法(3) 热电效果系温度变化而产生的，这将在稍后说明之，因此只接受因温度变化之能量(Energy)，而热电型红外线传感器将电压微分而输出之。

        原 理

        首先介绍热电效果，如图3 所示，感知组件系使用PZT(钛酸锆酸铅系陶瓷体)强介质陶瓷体，在感知组件施加高压电(3KV～5KV/mm)

        而 分极之，藉这种方法，组件表面显现的正负电荷会和空气中相反之电荷结合而呈电气中和状，如图2-24 所示。当组件的表面温度变化时，

        感知组件 分极的大小会随着温度变化而变化，因此稳定时之电荷中和状态就崩溃，而感知组件表面电荷与吸着杂散电荷的缓和时间不同，所以会形成电气上的不平衡，而产生没有配对的电荷，如图3(b)所示。

        像这种因温度变化而产生电荷的现象称为热电效果，设若产生之电荷为Δθ，温度变化为ΔＴ，则 Δθ／ΔＴ＝λ(库仑／℃)，就是热电

        系数。实际上的传感器到底是如何利用热电效果呢？请参考传感器内部构造及本文之解说，图4 所示系热电型红外线传感器的构造。

        (a)稳定时 (T)K (b)温度刚变化之后(T+ΔT)K

        图3热电型红外线传感器的原理

        图4 热电型红外线传感器的内部构造

        (1) 各种波长的红外线射入传感器。

        (2) 组件顶端之入射窗以滤光镜(Filter)覆盖着，只让必要的红外线通过，而将不要的红外线隔绝。

        (3) 位于感知组件表面的热吸收膜会将红外线变换成热。

        (4) 感知组件的表面温度上升，因热电效果之故，就产生表面电荷。

        (5) 产生的表面电荷以FET 放大且变换阻抗。

        (6) 从漏极(Drain)供给FET 动作所需的电压。

        (7) 放大后的电气信号会于外部所接的源极 ─ 地端之电阻上显现出来，而与偏压重迭之后取出。 应 用：

        (1) 可作为入侵警报器(Intrusion detector)。

        (2) 移动侦测器(Motion sensing)。

        (3) 自动照明(Automatic light control)。

        (4) 自动门控制(Automatic door control)。特 性: 项 目 最小典型 最 大单位 测试条件 检验型式 双组件型 响 应 2300 2800 3300 V/W 8~14μm/1Hz 噪 音 25℃/.3~10Hz 飘移电压 0.2 0.6 1.5 V Rs=47KΩ 输出阻抗 10 KΩ 操作温度 -40~70 ℃ ΔT<5℃/min 操作电压 3 15 V 直流 操作电流 4 20 50 μA 使 用注意

        (1) 使用聚热组件时如CMOS等，应防止静电感应破坏组件。

        (2) 避免使用于温度改善在3℃／分(3℃／minute)以上之场所。

        (3) 仅量避免手指接触传感器之侦测壁，必要时可用棉花沾酒精擦拭。应 用电路：人体焦耳式体温感测

        焦耳式体温传感器，由于静电效应输出阻抗很高，因此基板之一侧连接一FET 作为阻抗匹配的电压随耦器，工作时需加直流于D极和S 极。

        当人体接近感知器时，在源极(S)端感应一脉冲信号，送至运算放大器做一正向放大 器。调整VR1MΩ，可改变输出的放大倍数。

红外线传感器有什么作用？

       优点：结构简明，实现方便，成本低廉，反应灵敏，便于近距离路面情况的检测，抗干扰能力强，不会因为周围环境的差别而产生不同的结果。

       缺点：只能对路面情况做简单的黑白判别，检测距离和精度有限，传感器高度位置的差异可能会对其检测造成干扰。

红外传感器的工作原理

       红外线传感器有什么作用？ 红外传感器的作用有：可以感知周围环境的某些特征。红外线传感器是利用红外线来进行数据处理的一种传感器，有灵敏度高等优点，红外线传感器可以控制驱动装置的运行，又称红外光，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质，包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类；检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。 @2019

红外线传感器与光电传感器的区别是什么？

红外传感器的工作原理是通过热释电元件在接收了红外辐射温度发出变化时会向外释放电荷，检测处理后产生报警。

       红外线传感器是利用红外线来进行数据处理的一种传感器，有灵敏度高等优点，红外线传感器可以控制驱动装置的运行。红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，对应用环境温度不苛求，并且有灵敏度高，响应快，光谱响应宽等优点。

       首先，传感器的作用是将一种信号模式转化为另外一种信号模式，如压力传感器，将压力转化为电信号，同样，红外线传感器与光电传感器是将红外线信号与光信号转化为电信号；\x0d\其次，红外线传感器属于光电传感器的一种，光电传感器中的光是指红外线，可见光和紫外线，三者都属于电磁波，区别在于它们的波长；红外线是波长在0.76um到1000um的电磁波，可见光的波长范围为0.14um到0.76um；紫外线的波长为小于0.14um（大于多少不记得了，可上网查）\x0d\再次，光电传感器的原理是通过采用对光信号敏感的元件来将光信号转化为电信号。\x0d\最后，电视机的遥控器发出的信号为红外线信号，电视机能够对该红外线信号进行接收并解码；光电鼠标内部有一个发光二极管，通过它发出的光线，可以照亮光电鼠标底部表面（这是鼠标底部总会发光的原因）。此后，光电鼠标经底部表面反射回的一部分光线，通过一组光学透镜后，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。这样，当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像，被光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）分析处理。该芯片通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。

       好了，今天关于“红外传感器”的话题就到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“红外传感器”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的生活中更好地运用所学知识。