热释电红外传感器探测人体的实验优化

热释电红外传感器以非接触形式检测人体辐射的红外能量变化，并将其转换成电压信号输出，驱动各种控制电路，如电源开关控制、防盗防火报警、自动检测等。由于红外线是不可见光，具有较强的隐蔽性，所以在探测设备领域有广泛的应用。本实验是以红外探测集成电路为基础，通过对探测器发出的信号来实现对人体的探测功能。

1.实验目的

根据热释电传感器的工作原理设计人体遥感灯光/门铃装置，要求：当有人在传感器周围1 m范围内活动时，灯亮铃响；人离去，灯灭铃停。

①学习使用HN911热释电红外传感器模块搭建电路进行人体探测。

②掌握555定时器用作单稳触发器和三极管控制电路。

③选择热释电红外传感器探头，并设计信号放大滤波电路。

2.实验基本原理

1）热释电探头

热释电红外传感器属于“被动式”红外传感器。所谓“被动”是指传感器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量及变化来完成探测。

人体恒定的温度约在37°C，会发出特定波长10 μm左右的红外线。被动红外探头探测到人体辐射的红外线，通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常是采用热释电元件，这种元件在接收人体红外辐射温度变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷。热释电红外传感器探头及其内部结构如图11.40和图11.41所示。

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图11.40　热释电传感器探头

图11.41　热释电传感器的内部结构

2）热释电探测模块HN911

HN911是一个将热释电红外传感器、放大器、信号处理电路、延时电路和高低电平输出电路集于一体的器件，它具有灵敏度高、抗干扰能力强、耐低温及使用方便等特点。其内部电路结构如图11.42所示。在未检测到红外线的时候，1端输出低电平，2端输出高电平；当移动发热体进入检测范围时，热释电红外传感器接收到红外能量，并输出检测信号，该信号经过放大器放大之后，由比较器进行比较判断，再由信号处理电路处理后输出控制信号。此时，输出端1变为高电平，输出端2变为低电平。

图11.42　HN911模块内部电路图

3.实验报告要求

①设计过程：解决的主要问题。

②设计方案：电路原理图及分析。

③实验报告：调试及实验情况描述、实验结果及分析。