热释电红外传感器的工作原理及注意事项

目录：

• 一、热释电红外传感器的工作原理
• 二、基于BISS0001热释电红外传感器电路
• 三、基于LM324热释电红外传感器电路
• 四、注意事项
• 1、使用时
• 2、电路设计时

一、热释电红外传感器的工作原理

图1开始的阶段(T)，在没有红外照射下，热释电红外传感器的温度没有变化，传感器表面的电荷处于中和状态，正负电子对等(A)，此时，传感器没有输出(0)。图1第二阶段(T+T)，有温度变化时，在人体红外线的照射下，热释电红外传感器的温度如果上升T，那么传感器表面的电荷就如图2(B)所示的那样发生相应的变化。如果温度变化为T，其对应的电荷变化就产生V的变化，因此，传感器输出V。随着时间的延长，传感器表面就会重新吸附空气中的离子并相互抵消由此而达到如图2C所示的中和状态。此时，传感器又恢复到没有输出(0)，如图3所示。

当温度下降时，温度又回到原来的状态(T)，其自由极化状态如图2D所示。由于温度的下降变化(相对而言)过程与温度上升变化相反，所以，传感器表面的电荷变化与上升时变化过程刚好相反，是个反过程。因此，传感器的输出信号就是-V，如图3所示。同理，随着时间的延长，传感器的表面也会重新吸附空气中的离子，而使传感器的输出信号再次为零。

传感器对人体活动信息的感应全过程输出信号如图3所示。从传感器输出图中不难看出，传感器对人体活动的一个动作所输出的信号是一个完整的波形。在实验时，如果用放大器把该信号放大，再用示波器观察就是一个正脉冲和一个负脉冲。也就是说，传感器感应到的一个移动信号近似于一个完整的1Hz脉冲信号。

二、基于BISS0001热释电红外传感器电路

R3光敏电阻：光照产生载流子，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源正，空穴奔向电源负。无光照时电子空穴复合。

 

VM=0.5VDD VR=0.2VDD VH=0.7VDD VL=0.3VDD

三、基于LM324热释电红外传感器电路

1、5V电源通过R1给透镜供电，R1的作用的限流，C1是电源滤波，其稳定电压的作用。

2、C2和R2构成高通滤波器，隔离透镜输出的直流分量。

3、由于运放采用单电源供电，R3、R5、C3为运放A1提供一个2.5V的参考电压。

4、运放A1、R4、R6、C4构成积分器，相当于低通滤波器，滤除低频噪声，同时，放大有效信号。

5、C5再次隔离直流分量。

6、R8、R9、C9为运放A2提供一个2.5V的参考电压。

7、运放A2、R7、R10、C8构成积分器，相当于低通滤波器，滤除高频噪声，有效信号比例缩小。

8、A3、A4等构成差分放大电路，输出经二级管检波为直流电压。

四、注意事项

1、使用时

1)避免灯光直射透镜

2)尽量避免流动的风、正对发热电器

3)感应模块要密封

4)当环境温度与人体温度持平时，感应最不灵敏

2、电路设计时

1)采用标准BIS0001 PDF文档推荐电路。

2)PCB布线时PIR至BIS0001输入端走线应尽量短，并远离继电器等易产生干扰的输出器件。

3)PIR输出后的信号被放大近5000倍，因此很容易产生自激震荡或带来干扰。可通过改变IC外接电阻来适当降低电路的增益。

4)PCB的5V端与地焊接一枚220uF电容和一枚104瓷片电容。

5)将封锁报警和报警延时的两枚0.1uF电容改为0.01uF，缩短时间，以方便调试。

6)高级应用时可考虑增加温度补偿电路，抵消冬夏不同温度带来的放大电路温漂。

7)印刷电路板设计时考虑电磁兼容问题。

8)如果采用稳压电源供电，搞好滤波电路部分设计。PIR的供电采用三级积分电路，进一步滤除脉冲干扰!LC滤波应该效果更好，L=10mH，C=1uF。电源进线处加共模电感。

9)如果采用电池供电，最好使用低功耗5伏的LP2950，静态电流为75uA，可使用数月。78L05静态电流为3mA，7805为8mA。