传感器作业 - 红外传感器 - 图文

红外传感器原理及应用

院系： 物电学院电子信息工程 班级： 学生姓名： 学 号：

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红外传感器原理及应用

摘要：红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。本文着重研究红外传感器的原理及红外传感器的应用，即基于光电效应和热效应的传感器的科学原理及其在实际生产生活中的运用。本文通过对传感器原理、光电效应、热效应、红外传感器的应用等的学习，分析了红外传感器的基本原理及其电量转化等的工作过程。在目前自动化、智能化发展的趋势下，传感器的应用越来越广泛与重要，本文的研究目的即在于深入了解传感器的原理与基本结构以期站在本源的角度分析与应用红外传感器。

关键词：光电效应；热效应；红外传感器

引言：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

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一.红外传感器的基本原理：

光电效应：光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应（Photoelectric effect）。光电效应里电子的射出方向不是完全定向的，只是大部分

都垂直于金属表面射出，与光照方向无关。光是电磁波，但是光是高频震荡的正交电磁场，振幅很小，不会对电子射出方向产生影响。

光电效应说明了光具有粒子性。相对应的，光具有波动性最典型的例子就是光的干涉和衍射。

红外热效应：电磁波的热效应通常是这样解释的：物质内部有些分子是具有极性的，可以理解为一端带正电另一端带负电，按照正负相吸的原理，这样的分子会随外界电场取向。电磁波是交变的电磁场，会使极性分子反复改变方向，分子的运动就是“热”。 电磁波的频率越高，热效应越强，但穿透力越差。

红外辐射：红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体，只要它的温度高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。 物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。 另一方面，红外线被物体吸收后可以转化成热能。 红外线作为电磁波的一种形式，红外辐射和所有的电磁波一样，是以波的形式在空间直线传播的，具有电磁波的一般特性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。

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红外辐射光谱：

红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，

按照功能能够分成五类：

（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；

（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置

并对它的运动进行跟踪；

（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像； （4）红外测距和通信系统；

（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 红外传感器根据探测机理可分成为：光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。

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