分析熱釋電探測器的特點(diǎn)和原理

　　分析熱釋電探測器的特點(diǎn)和原理：

　　而在室溫下工作，不需制冷即能獲得很高的靈敏度，可與低溫下高靈敏度的測輻射熱計相媲美。

　　輸出阻抗是純電容性的，直流阻抗高。

　　體積小、重量輕、堅固。

　　因此，熱釋電探測器是一種很理想的紅外輻射探測器，在熱探測領(lǐng)域中占有十分重要的位置。

　　1. 測量原理

　　紅外測溫儀的測溫原理是黑體輻射定律。，自然界中一切高于絕對零度的物體都在不停向外輻射能量，物體向外輻射能量的大小及其波長(cháng)的分布與它的表面溫度有著(zhù)十分密切的聯(lián)，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強。黑體處于溫度 T 時(shí)，在波長(cháng)為λ處的單色輻射出度由普朗克公式確定。

　　熱釋電紅外傳感器由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極，當傳感器監測范圍內溫度有 T 的變化時(shí)，熱釋電效應會(huì )在兩個(gè)電極上產(chǎn)生電荷，即在兩電極之間產(chǎn)生微弱電壓 V。熱釋電探測器檢測到變化的溫度，經(jīng)光電轉換后，變成一個(gè)交流電壓信號供信號處理電路進(jìn)行處理?？捎善绽士斯酵茖С鲚椛潴w溫度的公式：

　　其中，T1 為測目標的溫度；T2 為環(huán)境溫度；ε1 為被測目標輻射率；ε2 為環(huán)境的輻射率；σ為斯忒藩 - 玻耳茲曼常數，且σ=5.6703×10-8W·m-2·K-4；K 為表示探測器的靈敏度，且有

　　K=R·α·ε·σ1R

　　其中，R 表示揮測器的靈敏度；ε為輻射體的輻射率，定標時(shí)一般取 1；α為與大氣衰減距離有關(guān)的常數。

　　2. 測溫系統整體設計

　　紅外測溫儀的系統主要由光學(xué)系統、光電轉換、信號處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統完成視場(chǎng)大小的確定，熱釋電探測器用將聚焦在探測器上的紅外能量轉換成電信號，經(jīng)過(guò)放大、濾波后進(jìn)行模／數轉換，并送至單片機進(jìn)行信號處理，液晶顯示單元顯示出被測目標的溫度值。

　　3. 信號處理電路設計

　　當光信號經(jīng)過(guò)熱釋電傳感器后，就變?yōu)榻蛔兊拿}沖信號，熱釋電傳感器接收到的人體輻射信號很微弱，只有微伏或納微伏數量級，故需要放大后才能進(jìn)行信號處理。

　　本系統把信號的放大電路分為前置放大電路和后級放大電路進(jìn)行處理。前置放大器必須是高增益和低噪聲的，高增益是用來(lái)把微弱信號放大到一定電平，以便進(jìn)一步再作處理，低噪聲是為了保持盡可能高的信噪比。

　　放大電路采用低失調精密運算放大芯片，其內部包括有兩個(gè)獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式。系統的信號放大電路。