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采用热释电传感器打造智能家居系统

信息来源: http://www.ggbsw.com  时间:2018/10/31 8:58:22 

热释电传感器是基于红外线技术的自动控制模块,广泛应用于安防产品 、人体感应玩具、工业自动化控制。通过检测人体发射的9.5微米左右的特定波长的红外线达到探测人体目标的目的。基于热释电的家电系统是通过探测人体后得到的信号做出相应响应的智能家居。

热释电材料是一种具有自发极化的电介质,它的自发极化强度随温度变化,可用热释电系数p来描述,p=dP/dT(P为极化强度,T为温度)。在恒定温度下,材料的自发极化被体内的电荷和表面吸附电荷所中和。如果把热释电材料做成表面垂直于极化方向的平行薄片,当红外辐射入射到薄片表面时,薄片因吸收辐射而发生温度变化,引起极化强度的变化。而中和电荷由于材料的电阻率高跟不上这一变化,其结果是薄片的两表面之间出现瞬态电压。若有外电阻跨接在两表面之间,电荷就通过外电路释放出来。电流的大小除与热释电系数成正比外,还与薄片的温度变化率成正比,可用来测量入射辐射的强弱。

热释电红外传感器在结构上引入场效应管,其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片,并在它的两面镀上金属电极,然后加电对其进行极化,这样便制成了热释电探测元。

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