红外线传感器依动作可分为:ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(1) 将红外线一部份变换为热,藉热取出电阻值变更及电动势等输出信号之热型。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
热型的现象俗称为焦热效应,其中 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点如表1 所示,在此仅就热型之热电型红外线传感器加以阐明。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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弊病 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
热型 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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常温动作 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
波长依存性(波长不同 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
感度有很大之变更者) ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
并不存在 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
便宜 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
感度低 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
响应慢(ms 之谱) ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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量子型 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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感度高 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
响应快速(μs 之谱) ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
必须冷却(液体氮气) ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
有波长依存性 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
价格偏高 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
此传感器特别是利用远红外线领域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。红外线让人感到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别而已。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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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图1 温度不同红外线波长的差别ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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特点ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
热电型红外线传感器系利用热电效果,其材料则利用强介质陶瓷体 (dielectric ceramic),钽酸锂(litao3)等单结晶及pvdf 等有机材料,ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
热电型红外线传感器具有下列几项特点:ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(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法测得。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(2) 热电型红外线传感器系吸收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,所以并不需要校订投光器、受光器之光轴等烦琐的作业。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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(a)被动型 (b)主动型ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
图2人体检知的方法ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(3) 热电效果系温度变更而产生的,这将在稍后阐明之,因此只吸收因温度变更之能量(energy),而热电型红外线传感器将电压微分而输出之。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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原理ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
首先介绍热电效果,如图3 所示,感知组件系利用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)ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
而分极之,藉这种方法,组件表面浮现的正负电荷会和空气中相反之电荷联合而呈电气中和状,如图2-24 所示。当组件的表面温度变更时,ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
感知组件分极的大小会随着温度变更而变更,因此牢固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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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像这种因温度变更而产生电荷的现象称为热电效果,设若产生之电荷为δθ,温度变更为δt,则δθ/δt=λ(库仑/℃),就是热电ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
系数。实际上的传感器到底是如何利用热电效果呢?请参考传感器内部结构及本文之讲解,图4 所示系热电型红外线传感器的结构。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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(a)牢固时(t)k (b)温度刚变更之后(t+δt)kktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
图3热电型红外线传感器的原理ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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图4 热电型红外线传感器的内部结构ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(1) 各种波长的红外线射入传感器。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(2) 组件顶端之入射窗以滤光镜(filter)笼罩着,只让必要的红外线通过,而将不要的红外线隔绝。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(3) 位于感知组件表面的热吸收膜会将红外线变换成热。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(5) 产生的表面电荷以fet 放大且变换阻抗。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(6) 从漏极(drain)供给fet 动作所需的电压。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(7) 放大后的电气信号会于外部所接的源极 ─ 地端之电阻上浮现出来,而与偏压重迭之后取出。 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
利用:ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(1) 可作为入侵警报器(intrusion detector)。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(2) 移动侦测器(motion sensing)。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(3) 主动照明(automatic light control)。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(4) 主动门把持(automatic door control)。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
特点: ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
项 目 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
检验型式 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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响 应 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
8~14μm/1hz ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
噪 音ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
25℃/.3~10hz ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
飘移电压 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
rs=47kω ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
输出阻抗 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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操作温度 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
δt<5℃/min ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
操作电压 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
直流 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
操作电流 ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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利用注意ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(1) 利用聚热组件时如cmos等,应防止静电感应损坏组件。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(2) 避免利用于温度改良在3℃/分(3℃/minute)以上之场合。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
(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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
利用电路:人体焦耳式体温感测ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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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。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
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。调剂vr1mω,可转变输出的放大倍数。ktb838电子-技术材料-电子元件-电路图-技术利用网站-基础知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸














