1、传感器应用课程教学资源建设,建设院校：,主要参与企业：,湖南铁道职业技术学院,中国四联仪器仪表集团有限公司 美的集团有限公司 重庆梅安森科技股份有限公司 重庆工业自动化仪表研究所,光电传感器及应用,热释电效应：由于温度的变化,热释电晶体和压电陶瓷等会出现结构上的电荷中心相对位移,使它们的自发极化强度发生变化,从而在它们的两端产生异号的束缚电荷,这种现象称为热释电效应。,一、热释电效应,任务1 理解热释电效应,光电传感器及应用,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(LiTaO3等)、压电陶瓷(PZT等)及高分子薄膜(PVF2等)。,一、热释电效应,任务2
2、了解热电元件,如果在热电元件两端并联上电阻，当元件受热时，则电阻上就有电流流过，在电阻两端也能得到电压信号。,光电传感器及应用,将热电元件、结型场效应晶体管和电阻等封装在避光的壳体内，并配以滤光片透光窗口，便组成热释电传感器。,二、红外热释电传感器结构及内部电路,任务1 了解红外热释电传感器结构及内部电路,场效应管,两块反向串联的热释电晶片,热释电元件外形,热释电传感器的内部电路,光电传感器及应用,以LN074B型热释电传感器为例，滤光片对于太阳和荧光灯的短波长具有高的反射率，而对人体发出来的红外热源有高的透过性，其光谱响应为6m以上。人体辐射的红外线波长范围为9.32m9.36m,因此热释电
3、传感器又称人体红外传感器。广泛应用于防盗报警、来客告知及非接触开关等红外领域。,三、红外热释电检测人体活动的原理,任务1 理解红外热释电检测人体活动的原理,热释电元件外形,光电传感器及应用,四、菲尼尔透镜的作用,任务1 理解菲尼尔透镜的作用,热释电传感器热释电晶片表面必须罩上一块由一组平行的棱柱型透镜所组成菲涅尔透镜，每一透镜单元都只有一个不大的视场角。,菲涅尔透镜,热释电晶片,当人体在透镜的监视视野范围中运动时，顺次地进入第一、第二单元透镜的视场，晶片上的两个反向串联的热释电单元将输出一串交变脉冲信号。,光电传感器及应用,四、菲尼尔透镜的作用,任务1 理解菲尼尔透镜的作用,菲涅尔透镜外形,传
4、感器不加菲涅尔透镜时，其检测距离小于2m，而加上该透镜后，其检测距离可增加3倍以上。,光电传感器及应用,五、红外热释电电路检测与处理电路,任务1 会分析红外热释电电路检测与处理电路,举例：热释电红外传感及光照双控延时节能灯电路的分析,光电传感器及应用,五、红外热释电电路检测与处理电路,任务2 了解红外热释电传感器的应用,热释电传感器可用于自动亮灯，也可用于防盗报警。,光电传感器及应用,五、红外热释电电路检测与处理电路,任务2 了解红外热释电传感器的应用,热释电报警器,光电传感器及应用,五、红外热释电电路检测与处理电路,任务2 了解红外热释电传感器的应用,空调中，热释电传感器的菲涅尔透镜做成球形
5、状，从而能感受到屋内一定空间角范围里是否有人，以及人是静止着还是走动着。智能空调微处理器据此自动调节空调的出风量，以达到节能的目的。,光电传感器及应用,六、工程安装注意事项,任务1 掌握热释电传感器工程安装的注意事项,当辐射继续作用于热释电元件，使其表面电荷达到平衡时，便不再释放电荷。因此，热释电传感器不能探测恒定的红外辐射，也不能测量居里点以上的温度（自发极化随温度升高而减小，在居里点温度降为零）。,另外，由于热释电元件具有压电效应，使用时应避免振动。将两个特性相同的热释电元件反极性串接，可补偿外界环境温度和振动的影响。,实用中，对于恒定的红外辐射进行调制（或称斩光），使其变成交变辐射，不断引起探测器的温度变化，才能导致热释电产生，并输出不变的电信号。,光电传感器及应用,七、楼道节能灯设计,任务1 楼道节能灯设计,举例：楼道节能灯设计,光电传感器及应用,八、防盗报警设计,任务1 防盗报警设计,提示：红外防盗报警系统的结构框图,提出任务：请同学们根据已学习的有关热释电传感器和电子线路设计知识，设计一个完整红外防盗报警系统电路。,
