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红外热释电传感器的组成

信息来源: http://ggbsw.com  时间:2017/1/4 9:10:47 

    热释电红外传感器由滤光片、热释电探测元、前置放大器和场效应管匹配器组成。对于补偿型热释电传感器,其内部还带有温度补偿元件。上述内部元件通常被封装在—个内部真空的金属壳内,以防止外部环境对传感器输出信号的干扰

    热释电传感器的滤光片为带通滤光片,它封装在传感器壳体的顶端,使特定波长的红外辐射选择性地通过,到达热释电探测元。在其截止范围外的红外辐射则不能通过。滤光片的光谱特性决定了红外热释电传感器的工作范围

    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。

    热释电探测元是热释电传感器的核心元件,它是在热释电晶体的两面镀上金属电极后,加电极化制成,相当于一个以热释电晶体为电介质的平板电容器。

    当它受到非恒定强度的红外光照射时,产生的温度变化导致其表面电极的电荷密度发生改变,从而产生热释电电流。由于加电极化的电压是有极性的,因此极化后的探测元也是有正、负极性的。

    热释电红外传感器,将两个极性相反特性一致的探测元串接在一起,可以消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射,热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号。

    前置放大器由一个高内阻的场效应管源极跟随器构成,通过阻抗变换,将热释电探测元微弱的电流信号转换为有用的电压信号输出。

    场效应管匹配器利用场效应管来完成阻抗变换的功能。采用的是N沟道结型场效应管,并接成共漏形式。由于热释电探测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。其电阻阻抗可高达104兆欧姆。

    热释电红外传感器一般有三个引脚,分别是电源正极,电源负极,和信号输出。


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