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* 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 红外传感器按应用可分为： 红外辐射测量； 热成像遥感技术； 红外有哪些信誉好的足球投注网站、跟踪目标、确定位置； 通讯、测距等。 红外传感器有两部分组成： 1）红外辐射源， 有红外辐射的物体就可以视为红外辐射源； 2）红外探测器， 能将红外辐射能转换为电能的热敏和光敏器件。 10.2 红外线传感器 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 红外探测器主要有两大类型： 1）热探测器（热电型） 包括有：热释电、热敏电阻、热电偶等； 2）光子探测器（量子型），利用某些半导体材料在红外辐射的照射下产生光电子效应，材料电学性质发生变化； 其中有光敏电阻、光电管、光电池等。 量子型光子探测器与光电传感器原理相同， 本节主要介绍热电型红外探测器。 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 热探测器利用红外辐射的热效应，探测器吸收辐射能后引起温度升高，使其它物理量变化； 如热释电、热敏电阻、热电偶、气体等。 热释电元件基于物体的热效应，首先将光辐射能变成材料自身的温度，利用器件温度敏感特性将温度变化转换为电信号，包括了光—热—电，两次信息变换过程； 光——热阶段，物质吸收光能，温度升高； 热——电阶段，利用某种效应将热转换为电信号 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 当红外辐射照射到已经极化的铁电体表面时， 薄片温度T升高，使极化强度P降低，表面电荷Q 减少，释放部分电荷，所以称热释电。 极化产生的电荷被附集在外表的自由电荷慢慢 中和，不显电性。 中和的平均时间为： 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 为使电荷不被中和掉，必须使晶体处于冷热交替变化的工作状态，使电荷表现出来。 热释电传感器应用时需要用光调制器，调制器的入射光频率必须大于中和时间的频率： 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 热释电元件可视为电流源，下式说明热释电材料 只有在温度变化时才产生电流、电压： 式中： S—元件面积；P—极化强度；g—热释电系数。热释电元件 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 热释电元件绝缘电阻很高，几十至几百兆欧容易引入噪声，使用时要求有较高的输入电阻。通常热释电传感器已经将前极的场效应管FET和输入电阻安装在管壳中，起到阻抗变换的作用。 热释电元件等效电路： 输出电压： 热释电元件等效电路 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.2 红外辐射探测器 光量子型是利用光电效应，通过改变电子能量的状态引起电学现象，光量子型传感器有： 光电导型（PC） 光电型（PU） 光电磁型（PEM） 肖特基型（ST） 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 热释电红外可用于自动门、干手机、自动水龙头等。 下图中自动门由热释电红外传感器检测是否有人出入，由单稳态控制电机正转或反转。 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 热释电红外报警控制电路 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 红外光束报警电路 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 红外报警电路 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 反射式红外传感器工作原理和电路形式 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 2002年大学生电子设计大赛题目： 自动寻迹小车行驶路线 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用 小车行驶路线 2004年 全国大学生电子设计大赛 题目之一： 自动寻迹小车 传感器原理及应用 第10章 波与射线传感器 10.2 红外线传感器10.2.3 红外传感器应用