熱釋電傳感器自動感應控制電路設計

錢雨曄

摘要：熱釋電紅外傳感器是一種以非接觸的形式感應紅外輻射并將其轉換為電信號的器件，由于其可較好的完成對電磁場、燈光等干擾的抵抗，且具有功耗小、成本低、隱蔽性好、靈敏度高等特點，因此特別適合于開發制作各種形式的人體感應開關，如自動感應門、感應水龍頭開關等。

關鍵詞：熱釋電紅外傳感器；電壓比較；單穩態

熱釋電紅外傳感器主要由傳感器探測元、菲涅爾透鏡、干涉濾光片、場效應管匹配器和濾光窗等幾部分組成。其中傳感器探測元由一種高熱電材料制成，在每個探測器內裝有兩個反極性串聯的探測元，以抑制高溫產生的干擾。菲涅爾透鏡一般裝于探測器前方，用于提高探測器的靈敏度。場效應管主要用于完成阻抗變換。熱釋紅外傳感器的結構如下圖1所示。

1 電路組成

電路主要由熱釋電紅外傳感器、信號放大、電壓比較、延時電路、繼電器控制電路及電源組成。VT1、IC2A 組成放大電路、IC2B組成電壓比較器、555時基電路和外圍元件組成單穩態電路。圖2為電路原理圖。

2 原理分析

當人體進入檢測范圍內，人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋紅外傳感器的探測元上，熱釋電紅外傳感器PIR檢測到信號后，由C1耦合，經VT1進行放大，再由C2耦合經IC2A放大后，送電壓比較器IC2B ，當比較器IC2B的5腳電壓大于6腳電壓時，7腳輸出高電平，使得VT2導通，IC3的2腳變為低電平，IC3的3腳輸出高電平使VT3導通，繼電器吸合，并控制相應的執行機構。開關的延時時間由C5、RP2決定，一般可設計定60S左右，調節RP2可控制延時時間。

3 制作與調試

熱釋電紅外傳感器選用深圳晶創和立科技有限公司KP500B，主要參數如下：

窗口尺寸：4×3mm

基片厚度：0.5mm

工作波長：514μm

靈敏度：>3300V/W

探測率：（D*）1.5×10^8 cmHz^1/2/W

噪聲 <200mV （mVpp） （25℃） 工作電壓：2.215V

IC1選用LM7805CV、IC2選用LM358、IC3選用NE555P、VT1～VT3選用8050。用PROTEL 軟件制作好印刷電路板圖，用雕刻機制作好PCB板，進行安裝并通電調試。

用手靠近熱釋電傳感器PIR時LED1亮，同時能聽到繼電器的吸合聲。手離開遠紅外傳感器PIR時，LED1延時亮一段時間后燈滅，同時繼電器也延時相應的時間后聽到釋放聲，說明延時電路工作正常。調節RP1可提高電路的靈敏度。

4 結語

傳感器技術是測量技術、半導體技術、微電子技術、光學和材料科學等眾多交叉學科的綜合型前沿高新技術，是自動檢測和自動控制技術不可缺少的重要組成部分。傳感器巳滲透到工業生產、環境探測等智能化生產領域。熱釋電紅外傳感器廣泛用于防盜報警裝置、自動控制、接近開關、遙測等領域。

參考文獻：

[1]陳曉軍.傳感器與檢測技術項目式教程[M].北京：電子工業出版社，2014，3.

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