第七章热电概述.ppt

第七章 热电式传感器 补偿导线 五、热电偶测温线路 热电偶直接与指示仪表配用 把n支相同型号的热电偶依次将正、负极相连接，则线路的总电势为： EG=E1+E2+…＋En=nE 串联线路中配用的仪表，按EG－T刻度。 若每支热电偶的绝对误差分别为ΔE1、 Δ E2、 Δ E3…… Δ En，则整个串联线路的绝对误差： 第七章 热电式传感器 如果Δ E1＝ Δ E2＝… ＝ Δ En＝ Δ E，则 ： 串联线路的相对误差为： 可见串联线路的相对误差为单支热电偶相对误差 的 倍。 第七章 热电式传感器 §7-4 热释电红外传感器 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电极化现象，被称为热释电效应。 通常，晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附集在晶体外表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能显示出来。当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心产生相对位 移，晶体自发极化值就会发生变化，在晶体表面就会产生电荷耗尽。 能产生热释电效应的晶体称为热释电体，又称为热电元件。热电元件常用的材料有单晶(LiTa03等）、压电陶瓷(PZT等）及高分子薄膜（PVFZ等）。 一、热释电效应 第七章 热电式传感器 如果在热电元件两端并联上电阻，当元件受热时，电阻上就有电流流过，在电阻两端也能得到电压信号。 这里所说的热释电红外传感器是指利用热电元件的热释电效应探测人体用的红外传感器。它适用于防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域。 二、热释电红外传感器 第七章 热电式传感器 热释电红外传感器结构图 第七章 热电式传感器 第七章 热电式传感器 第七章 热电式传感器 滤光片的光谱特性 第七章 热电式传感器 热释电红外传感器的视野特性 第七章 热电式传感器 热释电红外传感器主要由外壳、滤光片、热电元件PZT、结场效应管FET、电阻、二极管等组成。其中滤光片设置在窗口处，组成红外线通过的窗口。滤光片为6μm多层膜干涉滤光片，这种滤光片对于太阳光和荧光灯光的短波长（约5 μ m以下），具有高的反射率，而对6 μ m以上的从人体发出来的红外线热源(10 μ m )，有高的穿透性。阻抗变换用的结场效应管FET和电路元件放置在管底部分。热电元件选用PZT压电陶瓷，其居里点高不会造成因环境温度过高而影响其输出性能，PZT材料也适合批量生产，成本低，且可靠性高。 第七章 热电式传感器 型号 P228 LS-064 LHI958 典型噪声值（mV峰—峰) 80 80 20 响应性（V/W) 6500 3300 3500 窗口光颇响应（μm) 7~15 — 8~14 工作电压（V） 3~15 2.2~15 3~15 失调电压(V) 0.4 0.7 1.0 工作温度(℃) -40~60 -30~70 -40~70 保存温度（ ℃ ） -55~125 -40~80 -40~80 元件尺寸（mm) 2×1 2×1 2×1 封装形式 TO—5 TO—5 TO—5 几种常见探测人体用的热释电红外传感器的主要技术指标 第七章 热电式传感器 除了探测人体使用的热释电红外传感器外，还有供测温使用的热释电红外传感器，其工作电压为3~15V，电压灵敏度在3Hz时为70V/W，响应波长范围为2~15μm，测温范围可达-80~1500℃。 三、热释电红外探测模块 热释电红外探测模块是一个将热释电红外传感器、放大器、信号处理电路、延时电路和高低电平输出电路集成于一体的新器件。它具有灵敏度高、抗干扰能力强、耐低温（-30℃）及使用方便等特点，主要用来探测人体发射出的红外线能量，适用于人体移动的探测报警系统。 第七章 热电式传感器 HN 911型热释电红外探测模块的外形图 第七章 热电式传感器 HN911模块电路框图 第七章 热电式传感器 平时，1端输出低电平，2端输出高电平。当有移动发热体进入监视范围时，热释电红外传感器接受到红外能量，并输出检测信号。该信号经放大器放大，由比较器进行比较判断，再由信号处理电路处理后输出控制信号。此时，输出端1变为高电平，输出端2变为低电平。在模块的外部，可接增益调节电位器，以调节放大器的增益。放大器具有温度补偿功能，其主要作用是当环境温度增高或背景红外辐射能量增加时，可使放大器的增益随着它们的增高而自动提升，从而保证整个电路工作的稳定性。 测量原理 第七章 热电式传感器 返回 第七章 热电式传感器 中间导体定律应用 第七章 热电式传感器 MZ41系列卷发器用PTC热敏电阻 MZ6系列电机保