红外光传感器热释电红外传感器性能Word下载.docx
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红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:
(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;
(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;
(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图像;
(4)红外测距和通信系统;
(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。
其实,红外传感器的工作原理并不复杂,一个典型的传感器系统各部分的工作原理如图所示;
图中的实体分别是:
红外传感器工作原理
(1)待侧目标。
根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
(2)大气衰减。
待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。
(3)光学接收器。
它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。
相当于雷达天线,常用是物镜。
(4)辐射调制器。
对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息,并可滤除大面积的干扰信号。
又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。
(5)红外探测器。
这是红外系统的核心。
它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。
此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
(6)探测器制冷器。
由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有制冷设备。
经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。
(7)信号处理系统。
将探测的信号进行放大、滤波,并从这些信号中提取出信息。
然后将此类信息转化成为所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。
(8)显示设备。
这是红外设备的终端设备。
常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
依照上面的流程,红外系统就可以完成相应的物理量的测量。
红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。
下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。
热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化。
检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射。
多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。
当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。
图上所示为欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器,这两种传感器主要用于事件检测和物体定位。
图中的红灯和绿灯表示传感器的状态。
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,随着探测设备和其他部分的技术的提高,红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
Sharp红外传感器的原理以及使用技巧
Ricky
来源:
www.RoboticF
更新:
2006-7-1418:
44:
13
点击:
1758
简介:
在过去几年中,Sharp开发了很多种红外距离传感器。
这些传感器不但体积小,功耗也很低。
这篇文章就简单的介绍一下这些传感器的不同点,使用方法,接口方法以及一些使用上的小技巧。
相关链接
机器人传感器介绍
工作原理:
Sharp的红外传感器都是基于一个原理,三角测量原理。
红外发射器按照一定的角度发射红外光束,当遇到物体以后,光束会反射回来,如图1所示。
反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后,会获得一个偏移值L,利用三角关系,在知道了发射角度a,偏移距L,中心矩X,以及滤镜的焦距f以后,传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。
图1:
三角测量原理
可以看到,当D的距离足够近的时候,L值会相当大,超过CCD的探测范围,这时,虽然物体很近,但是传感器反而看不到了。
当物体距离D很大时,L值就会很小。
这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键,也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。
要检测越是远的物体,CCD的分辨率要求就越高。
非线性输出:
SharpGS2XX系列的传感器的输出是非线性的。
没个型号的输出曲线都不同。
所以,在实际使用前,最好能对所使用的传感器进行一下校正。
对每个型号的传感器创建一张曲线图,以便在实际使用中获得真实有效的测量数据。
下图是典型的SharpGP2D12的输出曲线图。
图2:
SharpGP2D12输出曲线
从上图中,可以看到,当被探测物体的距离小于10cm的时候,输出电压急剧下降,也就是说从电压读数来看,物体的距离应该是越来越远了。
但是实际上并不是这样的,想象一下,你的机器人本来正在慢慢的靠近障碍物,突然发现障碍物消失了,一般来说,你的控制程序会让你的机器人以全速移动,结果就是,"
砰"
的一声。
当然了,解决这个方法也不是没有,这里有个小技巧。
只需要改变一下传感器的安装位置,使它到机器人的外围的距离大于最小探测距离就可以了。
如图3所示:
图3:
可以避免探测误差的安装图示
型号对比:
目前Sharp的红外线传感器有如下几种类型:
GP2D02(串口输出)探测范围10cm-80cm
GP2D05(数字输出)探测范围固定的24cm
GP2D12(模拟输出)探测范围10cm-80cm
GP2D15(数字输出)探测范围24cm
GP2D120(模拟输出)探测范围4cm-30cm
GP2YOAO2YK(模拟输出)探测范围20cm-150cm
GP2Y0D02YK(数字输出)探测范围80cm
所有的模拟输出,其输出电压和距离成反比,数字输出只能检测在范围内物体是存在还是不存在,而不能提供距离的检测。
标
题:
发信站:
哈工大紫丁香
(2002年07月06日07:
37:
30
星期六),
站内信件
红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等
领域获得了广泛的应用。
红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分
成五类:
(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪
红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;
(3)热成像系统,可产生整个目标
红外辐射的分布图象;
(5)混合系统,是指以上各类系统
中的两个或者多个的组合。
我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的
关键元件进行详细的探讨。
其实,红外传感器的工作原理并不复杂,一个典型的传感器
系统各部分的工作原理如图所示;
红外传感器工作原理
待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体
以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。
相当于雷达天
线,常用是物镜。
对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息
,并可滤除大面积的干扰信号。
它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现
出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的
电学效应。
由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有
制冷设备。
常用的显示器有示波器、显象管、红外
感光材料、指示仪器和记录仪等。
红外系统的核心是红
外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。
下面以热
探测器为例子来分析探测器的原理。
热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探
测器中依赖于温度的性能发生变化。
多数
情况下是通过热电变化来探测辐射的。
当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可
以通过适当的变换后测量相应的电量变化。
红外线光电传感器
图上所示为欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器,这两种传感器主要用
于事件检测和物体定位。
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,随着探测设备和其他
部分的技术的提高,红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
--
将来我回来,每天都要牵着你的手。
这里去,那里去,坐也牵着手,走也牵着手。
吃饭牵着手,洗澡牵着手,连睡觉也要牵着手
——我要牵着你的手,一直到我们七老八十,牵到我没力为止。
发布时间:
2006-8-2212:
16
作者:
信息来源:
飞达光学网
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红外技术发展到现在,已经为大家所熟知,这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。
(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;
(2)
搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;
(3)热成像系统,可产生
整个目标红外辐射的分布图象;
(4)红外测距和通信系统;
(5)混合系统,是指以上各类系统中的两个或者多
个的组合。
我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。
红外传感器工作原理
(1)待侧目标。
(2)大气衰减。
待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和
吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。
(3)光学接收器。
(4)辐射调制器。
对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息,并可滤除大面积的干扰
信号。
(5)红外探测器。
它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外
辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。
此类探测器可分为光子探测器和热敏感探
测器两大类型。
(6)探测器制冷器。
经过制冷,设
备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。
(7)信号处理系统。
然后将此类信息转化成为
所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。
(8)显示设备。
常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材料、指示仪器和记
录仪等。
依照上面的流程,红外系统就可以完成相应的物理量的测量。
红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理
的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。
热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发
生变化。
当元件接收辐射,
引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。
欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器,这两种传感器主要用于事件检测和物体定位。
图
中的红灯和绿灯表示传感器的状态。
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用,随着探测设备和其他部分的技术的提高,红外传
感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
红外传感器介绍(对射型)
日期:
2005-5-189:
01:
33
来源:
点击:
234
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功能:
纳英特积木式机器人运用了两只红外管,一只发射,一只接收,构成红外传感器,主要用来检测是否有障碍物,根据检测物体表面光滑程度及颜色的不同,检测距离范围一般为2-25cm。
红外
传感器的发射频率8~40KHz。
红外发射管
红外接收管
原理介绍:
红外接收线路集成了前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器、整前电路和输出放大电路,灵敏度很高。
有时从红外管侧面和后面漏出的红外光也会被红外接收管探测到。
在纳英特积木式机器人上,红外的发射和接收管都是先装在Æ
3的灯座上,可以有效地避免这种情况的发生。
红外传感器是靠发射并接收由障碍物反射或直接接收回来的红外光来判断是否有障碍物。
如图1:
如图2:
(可检测发射、接收探头间是否有物体存在)
如图所示,红外传感器有障碍时的情况,红外光以60°
的散角向外发射,阴影区域为发射光的区域,红外接收管正好处于反射光区域内,能接收到红外发射管的反射光,由前所述,即认为此时有障碍,事实如此。
在此应用特别注意,红外接收管只是在接收到了一定强度的红外光时才起到质的变化,认为有障碍。
所以障碍物太细时,纳英特积木式机器人会检测不到;
当障碍物颜色为黑色或深色时,会吸收大部分的红外光,而只反射回一小部分,有时会使红外接收管接收到的红外光强度不够,不足以产生有障碍的信号。
使用说明:
红外传感器是数字传感器,接在主板数字接口(D7-D15),在检察不到物体时反映数值为
(1)在检察到物体时反映数值为(0);
也可接在主板跟扩展板的模拟接口(a3-a6,a16-a31),返回值为一个模拟量,有无障碍,返回值有明显的区别。
用户自己拆卸,安装时注意方向,装好以后可用下面的语句检测一下。
示例程序:
voidmain()
{
while
(1){
printf(“IR=%d”,digital(7));
//digital(7)是传感器接在数字口的第7口
sleep(0.5);
}
}
参考数据:
将发射头和接收头固定在一个二孔板上,改变障碍颜色,调节红外传感器高度,记录红外传感器高度如下表。
(功率调节器逆时针旋到底时红外发射头功率最大;
顺时针旋到底时红外发射头功率最小):
障碍颜色
距离(cm)
功率最大
功率最小
白
29.5
4.5
红
31
5
蓝
28
4.3
绿
25.5
4.1
黑
9.5
检测不出
无线人体热释电红外传感器
在电子防盗、人体探测器领域中,被动式热释电红外探测器的应用非常广泛,因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
被动式热释电红外探头的工作原理及特性
人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10UM左右的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通常采用热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,后续电路经检测处理后就能产生报警信号。
1、这种探头是以探测人体辐射为目标的。
所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。
2、为了仅仅对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片,使环境的干扰受到明显的控制作用。
3、被动红外探头,其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。
而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。
4、一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同,不能抵消,经信号处理而报警。
5、菲泥尔滤光片根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。
被动式热释电红外探头的优缺点
优点:
本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。
价格低廉。
缺点:
1、容易受各种热源、光源干扰。
2、被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收。
3、易受射频辐射的干扰。
4、环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。
抗干扰性能
1、防小动物干扰:
探测器安装在推荐地使用高度,对探测范围内地面上地小动物,一般不产生报警。
2、抗电磁干扰:
探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中4.6.1要求,一般手机电磁干扰不会引起误报。
3、抗灯光干扰:
探测器在正常灵敏度的范围内,受3米外H4卤素灯透过玻璃照射,不产生报警。
红外线热释电传感器的安装要求
红外线热释电人体传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系.。
正确的安装应满足下列条件:
1、红外线热释电传感器应离地面2.0-2.2米。
2、红外线热释电传感器远离空调,冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。
3、红外线热释电传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。
4、红外线热释电传感器不要直对窗口,否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上。
红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方。
红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。
红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感,而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感.在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。
无线人体热释电红外传感器40元一个
性能指标
1、发射频率:
315MHZ正负0.075MHZ
2、发射电流:
35毫安/工作电压9V或者50毫安/工作电压12V
3、发射功率:
200毫瓦
4、无线报警距离:
300米(空旷地)
5、探测距离:
8~18米(探测器正前方,室温25度)
6、探测角度:
水平120°
,垂直60°
无线人体热释电传感器的跳线设置
无线人体热释电传感器的发射机地址码必需和接收机的地址码完全一致,打开无线人体热释电传感器的外壳
8位地址码设定:
网友可以看到无线人体热释电传感器内部PT2262芯片(或者是兼容芯片)的左侧有一个3位12层的跳线设置区,其中从上往下1~8层是地址码设定区域,跳线座中间的引脚分别和PT2262芯片的第1~8脚接通,左侧的跳线座PCB上标注为“L”,表示和地相连,右侧的跳线座PCB上标注为“H”表示和正电源相连,例如:
将最顶上的跳线座用跳线帽戴在1和L上,那么也就是将2262的第1脚的地址码设置成0,同理如果1和H用跳线帽短路,那么就是将2262的第1脚的地址码设置成1,如果什么都不动,就是将PT2262的第1脚的地址码设置成悬空,依此类推可以完成8位地址码设定,地址码必须和相应的接收板地址码一致才能正常工作。
4位数据码设定:
数据码的功能是发射器件和接收器件在地址码一致的前提下,发射器件可以传输的一个4位2态的数据。
4位数据码设定区就在地址码设定区的下方,数据码设定和地址码设定类似,数据码只有两个状态:
低电平0和高电平1(如果悬空被认为是0,和L连线表示1)具体方法是用跳线帽将2272的引脚和L是否短路,从上往下的4排跳线座分别和PT2262芯片的第13、12、11、10管脚连同。
振荡电阻设定:
振荡电阻是指PT2262芯片的第15、16脚之间电阻的数值,这个电阻决定了数据脉冲的宽度必须和相应的接收板配套,否则遥控电路无法正常工作。
感应距离设定:
感应距离反映了模块检测人体的探测能力,产品上有一个灵敏度调整电位器,可以选择8~18米检测距离,注意这个参考距离是厂家在理想环境下测到的,实际距离一般为50%。
工作间隔时间设定:
模块处于省电考虑一般都是间隔工作,例如可以选择8秒间隔或者240秒间隔,通常都选择8秒间隔,那么每隔8秒模块才检测一次人体,然后进入休眠,一般240秒间隔是省电模式,可以大大延长电池寿命。
低电压指示灯:
模块上有两个LED,上面的白发红LED是发射指示灯,当模块检测到人体进行报警发射时LED同步点亮,下面的一个绿色LED是低电压指示灯,当电池电压低于5伏时LED会点亮,提醒用户更换电池。
这里介绍的红外线热释电传感器内部的热释电控制器使用台湾BISS0001专用集成电路,静态功耗很低,只有100微安。
红外热释电处理芯片BISS0001应用资料
无线报警探头的组网应用
在传统的安全防范工程中,均采用有线的方式连接报
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- 红外光 传感器 热释电 红外传感器 性能