传感器的基本用法

　　热释电红外传感器除了要装菲涅尔透镜提高探测灵敏度外，还需要配备必需的电路，才能组成完整的检测电路。
　　
　　这些电路主要包括高，低通放大器、电压比较器、延时电路及执行电路（或电器）等。下图为一典型的应用电路，PIR使用通用型热释电红外传感器P228，其灵敏度在响应频率为1Hz时为6500V/W，窗口通带为6～14μm，双元件平衡度不大于10%，工作电压范围为3~15V，工作温度范围为- 40～+ 60℃。其配用检测角度为840的菲涅尔透镜，检测区域呈球形，有效探测距离为12.15m。  P228采用金属壳TO-5封装，顶部开有滤色镜窗口。它有3个引脚，D端接正电源，E端接地，S为输出端，输出的正弦波信号送往高、低通放大器。

　　
　　IC1使用廉价的通用四运放LM324，用其中两个运算放大器组成高、低通放大器，另外两个运算放大器作电压比较器。高、低通放大器的结构是相同的，只是元件参数有差异。一般要求放大器的总增益不小于65dB，在有效频率范围内，响应曲线顶部要平坦。以第一级放大器为例，其转折频率下限fL和上限fH分别由下式确定：fL=l/(2π.C2'R4)；fH=1/(2兀．C4．R6)o按图中给出的元件值，可算得fL～0.34Hz．fH—7.2Hzo C3、C6为交流旁路电容，放大器的增益由R6和R4(或Rl0或R9)的比值决定。
　　
　　LM324的另外两个运放组成电压比较检测窗口，由电压比较器的工作原理可知：当同相输入端电压高于反相输入端电压时，比较器输出为l（高电平，约为电源电压VCC）；反之，当同相端电压低于反相端电压时，比较器输出为O（低电平，约为0V）。由于高、低通放大器的正弦波信号的中点电压分别由R3、R5和R7、R8设置为1/2 Vcc，即3V，所以将检测比较窗口电压上、下门限设置为3.4V和2.6V，即⑨脚偏置为3.4V，12脚偏置为2.6V，偏置电压由R11~R13组成的电阻分压器提供。经放大后的信号同时加到⑩、13脚，当输入正半周时（信号幅度大于0.4V），13脚电平高于12脚所加的2.6V比较电压，下比较器由14脚输出低电平，经隔离二极管VD2后送至延时电路。此时由于⑩脚高于⑨脚电压，上比较器输出为高电平，使VD1截止；在信号负半周时，上、下比较器输出电平刚好相反，即⑧脚输出为0，14脚输出为1，VD1导通，VD2截止。可见，只要传感器检测到人体活动，无论是信号的正半周还是负半周，两个比较器的输出必有一个低为低电平，以便控制延时电路工作。
　　
　　延时电路IC2使用单时基电路NE555，其作用是为自己离开检测区时提供一段非报警延迟时间，以及在自己进入检测区后提供关断检测器所需的时间。比较器输出的低电平控制信号经R15加NE555的②脚，由③脚输出高电平控制信号，可以驱动电磁继电器、固态继电器、光耦合器、双向可控硅以及模拟电子开关等，接通报警电路电源进行报警o R14为上拉电阻，可使NE555②脚在静态时，即无负脉冲触发信号输入时保持为高电平。R16和C8为定时元件，延时时间可按t= 1.1R16．C8进行估算。按图中给出的元件值，t～60s。
　　
　　下图是又一种报警电路，当有人进入监视区域并活动时，经菲涅尔透镜将红外线能量聚焦后送人传感器，感应出的微弱电压信号经阻抗匹配送入放大器，放大器增益为72.5dB，频带宽度为0.3～7Hz。放大后的信号包括有用信号及噪声电平，为去伪存真，用电压比较器选取有用成分，经M C14538延时后，由VT驱动继电器K吸合，接通后续报警电路或控制电路的电源MC14538是双精密可重触发单稳态电路，这里只用其中一个单稳态触发器，延时时间由RT、CT取值大小决定，即t=0.7RT.CT。

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