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    紅外感應模塊測量系統設計

    紅外感應模塊可廣泛應用于輻射測溫、紅外光譜測量等領域,紅外輻射的波長約為0.77~1000pm,不同波段的紅外輻射有不同的應用。與常用的熱探測器如測輻射熱計和熱電堆相比,該探測器具有以下特點:

    良好的頻率特性,其他熱探測器熱平衡后輸出大,輻照時間需長于熱平衡的時間常數(通常為幾毫秒到幾十毫秒)。而工作在非熱平衡狀態,熱平衡時沒有輸出,所以輻照時間需小于熱平衡時間常數(一般為0.1 ~ 1s)。也就是說,它的工作速度不受熱平衡的限制,它的頻率上限主要取決于它的等效電容和后續電路。

    在室溫下工作,無需制冷即可獲得高靈敏度,與低溫下高靈敏度的測輻射熱計不相上下。輸出阻抗是純容性的,DC阻抗非常高。體積小,重量輕,堅固耐用,是一種理想的紅外探測元件,在熱探測領域占有重要的地位。

    紅外感應模塊

    1、測量原理

    紅外感應模塊的原理是黑體輻射定律,自然界中絕對零度以上的物體都在不斷輻射能量。物體輻射能量的大小和波長分布與其表面溫度密切相關。物體的溫度越高,紅外輻射能力越強。當黑體處于溫度t時,波長λ處的單色發射率由普朗克公式確定,即紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成,元件的兩面做成電極。當傳感器監測范圍內的溫度變化t時,熱電效應會在兩個電極上產生電荷,即在兩個電極之間產生微弱的電壓V。檢測變化的溫度,經光電轉換后,成為交流電壓信號,供信號處理電路處理。

    2、溫度測量系統的總體設計

    紅外檢測系統主要由光學系統、光電轉換、信號處理、顯示輸出等部分組成,光學系統完成視場的確定,將聚焦在探測器上的紅外能量轉換成電信號,經放大濾波后轉換成模數信號,送入單片機進行信號處理,液晶顯示單元顯示被測物體的溫度值。

    3、信號處理電路的設計

    當光信號通過傳感器時,就變成了交變脈沖信號。紅外感應模塊接收到的人體輻射信號微弱,只有微伏或納微伏,所以在信號處理前需要放大。該系統將信號放大電路分為前置放大電路和后置放大電路進行處理,前置放大器要具有高增益和低噪聲。高增益用于將微弱信號放大到一定程度以便進一步處理,低噪聲用于保持盡可能高的信噪比。

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