1、红红 外外 线线 探探 测测 报报 警警 器器 设设 计计 报报 告告 1.1.设计要求设计要求. 1 2 2 原理分析及设计流程图原理分析及设计流程图 1 3单元电路设计及参数单元电路设计及参数 . 2 （1）放大电路的设计 . 2 （2）滤波电路的设计 . 2 （3）比较电路的设计 3 （4）报警电路的设计 4 4电路调试即实验步骤电路调试即实验步骤 . 5 5. 效果分析效果分析 5 6.总结总结 6 7.附图附图 6 8.参考资料参考资料 7 1 1.1.设计要求设计要求 利用被动式红外传感器，进行是否有人体接近和人体接近程度的测量，指示 距离，具有报警功能。 1分析红外传感器输出信号
2、特点及与物理量的关系； 2输出为 0-5V 直流电压； 3当红外传感器检测范围内存在人体时，点亮指示灯报警； 4根据实验结果分析人体检测精度； 5进一步分析人体红外检测的方法，并通过实验分析红外传感器输出信号 的特点，研究人体接近程度和红外传感器输出间的关系，以及提高人体红外检测 精度的方法。 实验设备：示波器、电源、信号发生器。 实验材料：传感器、面包板（实验板） 、连接线、电阻、电容、二极管、发 光二极管等。 元器件：运算放大器 339、比较器 324 等 2 2 原理分原理分析及设计流程图析及设计流程图 热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标， 其工作原理是利用热 释电效应，即在
3、钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜， 若有红外线间歇地照射，其表面温度上升T，其晶体内部的原子排列将产生变 化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压U。常用的热释电红外线光 敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅 酸铅等。 热释电红外传感器输出的信号是低频信号，频率大约有 0.1Hz10Hz 左右, 并且输出的探测电压信号比较微弱，大约只有几十毫伏左右，因此在对传感器输 出信号处理之前必须对电压信号进行放大， 并且通过滤波电路滤除高平信号的干 扰。为了实现电路在人体进入传感器检测范围时，能感测外部信号并实现报警的 功能， 还需将放大后的信
4、号送入电压比较电路， 与设定好的电压门限值进行比较， 输出相应的高低电平信号。通过输出的电平信号接至一报警电路，通过发光二极 管的点亮情况来判断是否有人接近。具体各级电路设计后面介绍。本文红外传感 器在人体靠近时输出电压先降低后升高。 2 设计流程图如下： 3单元电路设计及参数单元电路设计及参数 （1）放大电路的设计 放大电路电路图如下： 本单元放大电路采用集成运算放大器LM324放大传感器输出信号 （IN信号） ， 输出放大后的电压信号（OUT 信号） ，其中放大电路设计为同相放大器，放大倍 数 3 2 10 1111 1 v RK A RK .在放大电路的前一级，采用电阻 1 R和电容 1 C并联用 来滤除高频电压信号，减少高频信号对传感器输出电压信号的干扰。 （2）滤波电路的设计 由于红外传感器输出探测电压信号为低频信号，频率大约为 0.1Hz10Hz， 3 故需要设计一个滤波电路滤除探测电压信号频段之外的杂波信号的干扰。 本单元 为采用集成运算放大器 LM324 设计的一个带通滤波器， 具体电路及参数如下图所 示： 该带通滤波器的输出
