熱釋電報警器設(shè)計

熱釋電報警器

四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)

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時間熱釋電傳感器的原理熱釋電效應(yīng)

當(dāng)一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷，這種由于熱變化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應(yīng)。通常，晶體自發(fā)極化所產(chǎn)生的束縛電荷被來自空氣中附著在晶體表面的自由電子所中和，其自發(fā)極化電矩不能表現(xiàn)出來。當(dāng)溫度變化時，晶體結(jié)構(gòu)中的正負(fù)電荷重心相對移位，自發(fā)極化發(fā)生變化，晶體表面就會產(chǎn)生電荷耗盡，電荷耗盡的狀況正比于極化程度，圖1表示了熱釋電效應(yīng)形成的原理。菲涅耳透鏡（圖3）根據(jù)菲涅耳原理制成，把紅外光線分成可見區(qū)和盲區(qū)，同時又有聚焦的作用，使熱釋電人體紅外傳感器（PIR）靈敏度大大增加。菲涅耳透鏡折射式和反射式兩種形式，其作用一是聚焦作用，將熱釋的紅外信號折射（反射）在PIR上；二是將檢測區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入檢測區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在PIR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣PIR就能產(chǎn)生變化電信號。

如果我們在熱電元件接上適當(dāng)?shù)碾娮瑁?dāng)元件受熱時，電阻上就有電流流過，在兩端得到電壓信號。

2.1.5熱釋電報警器的設(shè)計熱釋電報警器的設(shè)計，主要由傳感器、雙門限電壓比較器、光電耦合器和555組成的沿時報警器等組成的。其框圖如下2.1傳感器是把物理信號轉(zhuǎn)換成電信號，檢出正、負(fù)偏差電壓。雙門限電壓比較器的功能是比較兩個輸入信號電壓的大小，以便對輸入信號進行幅值鑒別，檢查輸入信號的偏差信號。光電耦合器是由發(fā)光二極管和光電三極管相互絕緣地組合在一起的，把輸入的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換而輸出信號。圖2.2中W1、W2是比較器上、下電壓偏差的靈敏度調(diào)節(jié)器。傳感器靜止時，先測得0點中值電壓V0值，然后調(diào)節(jié)W1，使測試點A的電壓值比V0高0.05-0.1V，調(diào)節(jié)W2，使測得試點B電壓值，比V0低0.05-0.1V。A、B點與0點電壓偏差值，反比于報警器的靈敏度，正比于穩(wěn)定性。調(diào)試時上述電壓的取值，使靈敏度和穩(wěn)定性互相兼顧。其設(shè)計電路圖如下2.2所示：圖2.22.3光電耦合器光電耦合器它將光能再轉(zhuǎn)換成電能，實現(xiàn)了兩部分電路的電氣隔離，從而可有效的抑制電干擾。由光電耦合器PC817耦合的輸出信號：其電路圖如2.3：圖2.3總電路圖

仿真圖其工作原理：在圖3.1中，由熱釋電傳感器SD檢出的正、負(fù)偏差電壓，經(jīng)IC1358雙運放成的雙門限電壓比較器，檢出偏差脈沖（發(fā)光管D1、D2指示正負(fù)偏差訊號）。由光電耦合器PC817耦合的輸出信號，觸發(fā)IC2555組成的沿時報警電路。只要傳感器每輸出一個角度偏差電壓，即可可得到一個沿時數(shù)秒至數(shù)分的報警電壓，以推動訊響器發(fā)聲。圖中W1、W2是比較器上、下電壓偏差的靈敏度調(diào)節(jié)器。傳感器靜止時，先測得0點中值電壓V0值，然后調(diào)節(jié)W1，使測試點A的電壓值比V0高0.05-0.1V，調(diào)節(jié)W2，使測得試點B電壓值，比V0低0.05-0.1V。A、B點與0點電壓偏差值，反比于報警器的靈敏度，正比于穩(wěn)定性。R9是IC2555單穩(wěn)態(tài)輸出沿時的調(diào)節(jié)電阻，R9值正比于沿時時間。R8、C1、BG2組成報警器初始沿時電路。致謝在次畢業(yè)設(shè)計論文中，趙老師對該論文從構(gòu)思、質(zhì)料到最后定稿各個環(huán)節(jié)給予細(xì)心的指引和教導(dǎo)，使我對熱釋電報警器有了深刻的了解和認(rèn)識，使我最終完成畢業(yè)設(shè)計，在此我表示衷心的感謝。趙老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度、積極進取的科研精神以及誨人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的