热释电人体红外线传感器应用电路的设计与制作

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1、毕业设计(论文)2009－2010学年度机电工程系机电一体化技术专业班级08机电2学号62083331　　　　　课题名称热释电人体红外线传感器应用电路的设计与制作学生姓名　　　　　　　指导教师　　　　　　　　　　　20年月日热释电人体红外传感器应用电路的设计与制作【摘要】本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单6，成本低，安装比较方便，而且防盗性比较稳定抗干扰能力强，灵敏度高安全可靠，这种安装不易被盗贼发现等优点。本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。讲述了数字频率计的工作原理以及其各个组成部

2、分，记述了我在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面。【关键词】比较器　　运算放大器　　红外能　前言：热释电人体红外传感器用于检测人体的红外能。用它可以作成主动式和被动式的人体传感器，广泛用于安全防范领域及控制自动门，灯，水龙头等场合．本设计包括信号的输入电路，放大电路以及ＬＥＤ控制与显示电路．通过制作的实践，从感性到理性逐步对热释电人体传感器电路的知识．从直观的元器件和电路板到实际检测和安装操作，掌握元器件识别

3、和检测手段，学习识读电路图和安装图，掌握ＬＥＭ３２４集成电路的封装及引脚排列等相关知识。第一章毕业设计的任务及要求一、毕业设计的任务由实验室提供相关的元器件，制作一个人体热释传感器应用电路。二、毕业设计的要求：了解人体热释传感器的工作原理及应用，人体红外传感器的感应距离不小于1米。第二章方案论证设计方案一：１．工作原理在该探测技术中，所谓被动是指探测本身不发出任何形式的能量，只能接受自然界能量变化来完成探测目的，被动式的特点能够响应入侵者在防范区域内移动时引起的红外辐射变化，并能发出信号，从而完成相应功能２

4、．方框原理图放大信号待测目标采集信号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　输出信号，指示灯亮比较信号设计方案二１．工作原理．6热释电人体红外传感器的特点是，它只在由于外界辐射而引起本身温度的变化时，才给出一个相应的电信号，当温度趋于稳定后，就不在有信号输出．所以电信号与它本身的变化率成正比，所以电热释传感器与运动的人有关２．工作原理方框图信号处理热释电红外传感器光学系统待测

5、目标信号显示方案的比较设计方案一的电路图比较繁琐，线路连线较复杂，而且设计方案一中所需的个别元器件不能找到，也不符合任务书中的要求，所以我放弃了设计方案一。设计方案二中的元器件安全可靠且成本较低，电路较新颖。充分的满足了本次毕业设计的要求，最终决定选用设计方案二进行毕业设计第三章电路工作原理３．１工作原理。用ＳＤ０２型热释电人体红外传感器组成的放大检测电路．电路中使用ＬＭ３２４四运放分别构成的ＩＣ１，ＩＣ２两极高倍放大器，对ＳＤ０２检测的微弱信号进行放大。ＩＣ３，ＩＣ４构成窗口比较器，当ＩＣ２电压幅度在ＵＡ

6、到ＵＢ之间时，ＩＣ３，ＩＣ４输出低电平；当ＩＣ２输出电压大于ＵＡ时，ＩＣ３输出高电平；当ＩＣ２小于ＵＢ时，ＩＣ４输出高电平，经ＶＤ１，ＶＤ２隔离电压分别输出，以控制后续报警及控制电路。Ｒ１１可调节检测器的灵敏度．当有人在热释电路的有效范围内走动时，可引起ＬＥＤ１和ＬＥＤ２交替闪烁。6　　　　　　　　　　　　　　　电路原理图运放ＬＭ３２４无论是放大器还是比较器，都采用了单电源。在传感器无信号无信号时，ＩＣ１的静态输出电压为０．４～１Ｖ左右；ＩＣ２在静态时，由于同相端电位为２．５Ｖ，故输出电平为２．５Ｖ；而两个

7、比较器ＩＣ３和ＩＣ４的输出则由Ｒ１１和Ｒ１２的大小决定。第四章单元电路的分析4.1信号采集电路当人体辐射的红外线通过非涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元件上，电路的传感器将输出电压信号。4.2放大电路电压信号通过Ｃ１，Ｃ２，Ｒ１，Ｒ２组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为１６ＨＺ，下限截止频率为０．１６ＨＺ，由于热释电红外传感器的输出探测信号电压十分微弱（通常仅仅１ＭＶ左右）而且是一个变化的信号，菲涅尔透镜的作用使输出信号电压呈脉冲形式，脉冲电压的频率由被测物移动的速度决定，通常为０．１～１００Ｈ

8、Ｚ左右，所以应对热释红外传感器输出电压信号进行放大，本设计运用集成运放ＬＭ３２４进行两极放大，以便获得足够的增益。4.3比较电路6探测到人体辐射的红外信号并送给窗口平比较器时，信号幅度经窗口比较器的上下限，系统将输出高电平，无异常情况时输出低电平信号，在比较器中，Ｒ９，Ｒ１Ｏ用作参考电压，两个运放作比较器，两个三极管的用途使输出更稳定，窗口比较器的上下限电压为３．８Ｖ和１．２Ｖ4.4LED显示电路当人体运动时，高