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人体红外传感器的信号处理部件

人体红外传感器可以将人体的红外信号转换成电信号供信号处理部分使用,信号处理主要是放大、滤波、延迟、比较等,是人体感应功能的实现基础,由检测元件、滤光窗和场效应管阻抗转换器组成,将聚焦在传感器上的红外能量转换成电信号,经过放大、滤波后,进行模/数转换,送至单片机进行信号处理。

1、检测元件

感器仅对移动的人体以及体温与人体温度相近的物体起作用,当传感器没有检测到人体辐射的红外信号时,电容器两端会产生极性相反、电量相等的正负电荷。因此,正负电荷相互抵消,回路中没有电流,传感器没有输出。当人体在检测区域内静止时,照射到两个电容上的红外光能量能量相等,达到平衡。极性相反、能量相等的光电流在回路中相互抵消,传感器仍然没有信号输出。当人体在检测区域内移动时,照射在两个电容上的红外能量不相等,光电流在回路中不能相互抵消,传感器有信号输出。

人体红外传感器

2、滤光窗

滤光窗由镀有多层滤光膜的薄玻璃片制成,可有效滤除7.0~14um以外波长的红外线。人体的正常体温为36~37.5℃,即309~310.5K。因此,滤光窗可以有效地让人体辐射的红外线通过,大限度地阻止太阳光、灯光等可见光中的红外线通过,避免造成干扰。

3、阻抗转换器

人体红外传感器结构中引入场效应管的目的是完成阻抗变换,由于检测元件输出的是电荷信号,不能直接使用,需要将其转换为电压形式。场效应管的输入阻抗高达104MΩ,采用共漏极形式连接,完成阻抗变换。

以上是人体红外传感器的信号处理部件,在应用时菲涅尔透镜利用透镜特殊的光学原理,在传感器前方创造出交替的“盲区”和“高灵敏区”,以提高其探测能力和接收灵敏度。当有人在镜头前行走时,人体发出的红外线不断地从“盲区”交替到“高灵敏区”,从而使接收到的红外信号以脉冲的形式输入,信号强而有力。

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