RD-623热释电红外传感器测试方法及典型应用电路

RD-623热释电红外传感器是利用温度变化的特征来探测红外线的辐射，采用双灵敏元互补的方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

特点

高灵敏度和优越的信噪比

对温度变化的高稳定性

抗干扰能力强（例如振动，射频干扰等。）

优越的性价比

性能参数

基本测试电路

测试方法

测量条件：

环境温度25ºC；

黑体温度420K；

调制频率1赫兹，0.3～3.5赫兹△f；

放大倍数72.5dB。

双元传感器的灵敏平衡度是通过测量每个单元的灵敏度（即单个输出峰值电压），并采用下列公式计算得出。

平衡度=|VA-VB|/（VA+VB）×100%

VA=A面的灵敏度（mVp-p）

VB=B面的灵敏度（mVp-p）

信号特性及其噪声分析

热释电红外传感器输出电信号的幅度和频率主要决定于目标人体的温度、探测区域背景、人体与传感器的距离、人体移动的速度、光学透镜系统的焦距和它的设计方式。人体温度和探测区域背景的温差很大，离传感器越近，输出电信号的幅值将越大。双敏感元热释电传感器配合菲涅尔光学透镜使用时，输出信号波形电压峰峰值约为1mV，频率可由下公式计算：

式中，f是输出信号频率（Hz）；Vb是人体移动速度（m/s）；fb是光学系统焦距（mm）；S是传感器敏感元的面积（mm）；L是人体离传感器的距离（m）。对于双敏感元传感器，标准尺寸为2&TImes;1mm2，人体移动速度范围为0.5～5m/s，常用探测器上使用的菲涅尔透镜焦距为25mm，由此我们可计算出传感器输出信号的频率范围为0.08～8Hz。

由于传感器输出的信号非常微弱，容易受到噪声的干扰，甚至有效信号被淹没在噪声中。研究发现传感器上输出信号的干扰源主要来自传感器的热噪声、固有噪声、放大器的电压和电流噪声等。热噪声是由探测器材料中的电荷载流子的随机热运动而产生的。要减小热噪声带来的影响，应尽量缩短热释电红外传感器和前置放大电路之间的距离，减少外界热干扰，并在前置放大电路中串入低通滤波电路，限制噪声带宽。传感器的固有噪声电压峰峰值约为50μV，室外热空气流动能够产生接近250μV的噪声，在室内也接近180μV。其他可能存在的干扰，如空间电磁波干扰和机械振动等，噪声幅值接近100μV。三种噪声叠加最大幅值接近300μV。

典型应用电路（一）

典型应用电路（二）

典型应用电路（三）

本装置可自动控制单位大门的开与关，有人进出时门自动打开，进出过后门自动关闭。夜晚大门停用后，本装置可转作报警器，一旦有人走近大门即产生报警，以告知门卫开小门放人进出。

图１是人体感应信号产生及放大电路。其中ＲＳ是热释电远红外被动式传感器，Ａ１、Ａ２是两级放大器。传感器检测到人体红外线后产生的感应信号很微弱，电路中设置了诸多旁路电容都是为了抑制干扰，避免误动作。Ａ３、Ａ４是上、下限电压比较器，平时Ａ２的输出电平比Ａ３⑥脚电平低，而比Ａ４③脚电平高，Ａ３、Ａ４输出皆为低电平。只有传感器感应产生的交变信号经放大达到足够电平才能使Ａ３或Ａ４输出为高电平，以控制后续电路工作。

图２、图３是自动门电机控制电路及报警变换电路。由图１的ＣＺ插座②脚来的高电平使ＢＧ１导通、Ｊ１动作，触点Ｊ１－１闭合使Ｃ１短路，ＩＣ３的③脚输出高电平使Ｊ２得电，Ｊ２－１闭合接通市电，Ｊ２－２动触头转换到“ａ”位置，电机Ｍ正转开门。同时ＢＧ２饱和导通，ＩＣ４的③脚为低电平。经过一定时间，门位移到终点碰触轨道上的限位开关Ｋ１，Ｊ２释放，电机停转。当人们进出门结束后，ＢＧ１基极无信号而截止，Ｊ１释放，再经过一定时间（此时间由Ｒ３、Ｃ１的值决定），ＩＣ３的③脚输出低电平，ＢＧ２截止，ＩＣ４的③脚受由低到高的脉冲触发，其①脚输出高电平，一方面使ＢＧ３导通，Ｊ３得电，Ｊ３－１使电机接通市电，此时因Ｊ２不工作，Ｊ２－２动触头已回到“ｂ”位，

故电机反转，门开始关。门到达“关”的终点即碰触轨道上的限位开关Ｋ２，电机停转。另一方面ＩＣ４的①脚上电压通过Ｒ８对Ｃ３充电，当④脚为高电平时①脚翻转为低电平，ＢＧ３截止，Ｊ３释放。若在关门过程中又有人要进出门，则ＢＧ１又接到信号，Ｊ２又工作，Ｊ２－２又转换到“ａ”位置，门便立即由“关”转为“开”。因此，只要有人进出门，无论原来门处于何种状态，总会作开门运行。

当夜晚不需要自动门工作时，可将Ｋ３由“１”扳至“２”，这时本系统即构成报警器。一旦有人走到门附近，Ｊ２－１与Ｊ３－１便相继接通市电，使声、光报警器发出警报。

在ＲＳ传感器上加装菲涅尔透镜可增大作用距离。另外，为了使人进门与出门都能自动开门，须在门的两侧都装有图１所示的人体感应信号产生及放大电路，分别安装于门内门外的上方，将其输出端并联后接在图２电路的输入端即可。