超声波人体检测传感器工作原理及应用

超声波传感器的使用注意事项

探测范围和大小要探测的物体大小直接影响超声波传感器的检测范围。传感器必须探测到一定声级的声音才可以进行输出。大部件能将大部分声音反射给超声波传感器，这样传感器即可在其最远传感距离检测到此部件。小部件仅能反射较少的一部分声音，从而导致传感范围大大缩小。探测物体的特点使用超声波传感器探测的理想物体应体积大、平整且密度高，并与变换器正面垂直。最难探测的物体是体积小且由吸音材料制成的物体，或者与变换器呈一定角度的物体。如果液面静止且与传感器表面垂直，探测液体就很容易。如果液面波动大，可延长传感器的响应时间，从而取波动变化的平均值以获得更一致的读数。但是，超声波传感器还不能精确探测表面为泡沫状的液体，因为泡沫会使声音的传播方向发生偏离。这时可以使用超声波传感器的反向超声模式，探测形状不规则的物体。在反向超声模式下，超声波传感器会探测一个平整背景，如墙壁。任何穿过传感器和墙壁之间的物体都会阻断声波。传感器即可通过探测该干扰来识别物体的存在。温度导致的衰减传感器还设计了温度补偿功能，以调节环境温度的缓慢改变。但是，它不能调节温度梯度或环境温度的快速变化。周围是否有振动无论是传感器本身的振动还是附近机器的振动，都可能会影响测量距离时的精确度。可在安装传感器时用橡胶防振装置来减少这类问题。有时也可使用导轨来消除或降低部件振动。环境导致的误测附近的物体可能会反射声波。要准确探测目标物体，必须降低或消除附近声音反射表面的影响。为了避免误测附近物体，许多超声波传感器都装有LED指示灯，用于在安装时指示操作人员，以确保正确安装传感器并降低误测风险。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路

人体感应开关原理

采用热释电红外探头并对探头接收到的微弱信号加以放大，人然后驱动继电器，可以制成热释电人体感应开关。人体感应开关电路它可应用于电灯的节能自动开关、自动门、安全防护、防盗等设备中。 [电路工作原理] 该电路采用LN074B作探头。当探头接收到人体释放的热释红外信号后，由控头内部转换成一个频率约 0.3~3Hz微弱的低频信号，经VT 1、IC2两级放大器放大后输入电压比较器IC3。两级电压放大采用直流放大器，总增益约70~75分贝。 IC3等组成电压比较器，其中RP为参考电压调节电位器，用来调节电路灵敏度，也就是探测范围。平时，参考电压（IC3的（2）脚电压）高于IC2的输入电压（IC3的（3）脚电压），IC3输出低电平。当有人进入探测范围时，探头输出探测电压，经VT1和IC2放大后使信号输出电压高于参考电压，这时IC3的（6）脚输出高电平，三极管VT2导通，继电器J1能电吸合，接通开关。电路xxVT 3、C 7、R 8、~R10组成开机延时电路。当开机时，开机人的感应会使IC3输出高电平，造成误触发。开机延时电路在开机的瞬间，由电容C7的充电作用而使VT3导通，这样就使IC3输出的高电平经VT3通地，VAT2可以保持截状态，防止了开机误触发。开机延时时间由C7与R8的时间常数决定，约20秒。 [元件选用]热释红外探头选用LN074B型。I

C2、IC3选用高输入阻抗的运算放大器CA3140。该电路采用结型场效应管作差分输入级，输入阻抗高达 1.5*10 (12)xx，输入失调电流仅 0.5pA，频带宽达 4.5MHz，转换速率为9V/us，是一种性能十分优良的运算放大器，很适合于作微弱信号的放大级。探头安装在高度距离地面为2米左右。外壳设计时应使透镜对地面呈13度左右的俯角，这样就可以形成一个监视区。由于探测器控制角只有86度左右，所以在安装时应选择最优良角度，使死区尽量减小。 [电路调试] 电路调试主要是调节电位器RB，选择合适的参考电压，以达到最佳灵敏度。

人体体温测量传感器

目录一·任务说明二·总体设计方案三·传感器的选型与测量电路四·典型器件选择五·系统误差的分析与处理

一、任务说明任务用途用于人体温度测量，要求实现非接触式测量，具备测量数据自动记录和打印功能，并对温度超限给出相应的报警和控制信号。任务要求 1、确定测量方法，并说明其测量原理； 2、选定传感器类型，并说明理由；说明：允许误差：±0.1℃ 各类传感器比较热辐射非接触测量，结构简单，量程比较宽，精确度高，可自动记录和远距离传送信号，但人为误差大，只能测量高温，连续测量需冷却。压电式

分辨率高，稳定性好，输出的频率便于数字化处理，抗噪声能力强，性能稳定，线性好，但是机械化强度很差。数字信号输出。热电阻热电阻具有负温度系数，其灵敏度远高于金属热电阻，体积小，热惯性小，适合快速测量，功率小，寿命长，但互换性差，测量范围窄。光纤式光纤体吸收性探头体积小，灵敏度高，工作可靠，精确度高，与电磁场的相互作用小，误差小，但是测量范围窄。根据以上各类传感器的特点，我们选择光纤辐射温度传感器，因为对于我们人体的温度来看，测量范围小并不影响我们的测量，其精确度和线性度以及受周围磁场的影响小等优点，由于光纤直径细小且可绕行好，因此也可以用于狭窄或者视听不好的场所，此外还可以用多个探头，借助于扫描器进行转换，构成多点温度测量系统，我们还是觉得这类传感器比较适合测量人体温度。

四、测量电路可行性分析下图为光纤辐射温度传感器的设计框图，光纤探头接受由被测物体温度决定的辐射能，并经过光纤传输到检测器，由光电器件转换成电信号，再经过电路转换、处理后显示出被测温度值，这种光纤辐射温度计与一般的辐射温度计相比，其明显的优点是测量探头可以不用水冷而测量，从而有利于克服环境的干扰，适合于在恶劣的工作条件下应用，由于光纤直径细小且可绕行好，因此也可以用于狭窄或者视听不好的场所，此外还可以用多个探头，借助于扫描器进行转换，构成多点温度测量系统。五、总体设计方案

超声波及超声波传感器

1. 超声波物理原理及特性分析；声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的振动次数（频率）甚高，超出了人耳听觉的一般上限（20000Hz），人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的，它们的共同点都是一种机械振动模式，通常以纵波的方式在弹性介质内会传播，是一种能量的传播形式，其不同点是超声波频率高，波长短，在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性。超声波具有如下特性： 1、超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 2、超声波可传递很强的能量。 3、超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4、超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。超声波具有的特点： 1、超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。 2、超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离。 3、超声与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应）。超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B 超等用作诊断）；超声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的媒质的相互作用，去影响，改变以致破坏后者的状态，性质及结构（用作治疗）。超声波以直线方式传播，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强，为此，利用超声波的这种性质就可制成超声波传感器。另外，超声波在空气中传播速度较慢，为340m/s，这就使得超声波使用变得非常简单。 2. 超声波电声转换器工作原理及性能分析；为了研究和利用超声波，人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲，超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括电压型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。

静态呼吸检测人体存在感应器

静态呼吸检测人体存在感应器采用超宽谱雷达技术、生物医学工程于一体的传感器，检测人体生命参数是以脉冲形式的微波束照射人体，由于人体生命活动（肢体运动、呼吸、心跳等）的存在，使的被人体反射后的回拨脉冲序列的重复周期发生变化。经对人体反射后的回波脉冲序列进行解调、积分、放大、滤波等处理并输入微电脑系统进行数据处理和分析，就可以得到与被测人体存在的数据参数。适合用于智能马桶、机器人、办公室、会议室、卫生间、医院等场合及设备上对人体存在的信号探测。 ■电气参数：输入电压：DC8-12V 工作电流：<90mA 探测角度：85*85 FOV 输出模式：RS485输出和无源开关信号产品尺寸：75*25mm 探测距离：动态(肢体运动)<5米，静态(呼吸动作)<3米工作温度：-40-85℃ 接线方式：4*0.5mm2-L180mm 安装方式：吸顶安装

■通讯参数：通讯方式：RS485 通讯协议：ASCII / MODBUS RTU 协议参数：9600,8,n,1 电气隔离：1000VDC 波特率： 2400、4800、9600、19200、38400 ■设备功能：

QZX327SW QZX327RA QZX327RM 时间设置(秒) 1 - 600 1 - 1800 1 - 255/600 照度设置 0 - 9 0 - 9 0 - 9 灵敏度设置 1 - 9 1 - 10 1 - 10 温湿度采集 - ■ ■ RS485接口 - ■ ■ 无源开关信号 ■ - - IR遥控功能 ■ ■ ■ ■探测信号：当人体完全静止时，呼吸的时候，人体腹部表面会跟随呼吸的动作起伏变化，传感器可以识别到人体胸部及腹部的位置呼吸的动作，传感器可精确识别出这微小动作。左图彩色部分为人体完全静止时探测最灵敏度的位置。

人体微波感应传感器工作原理

人体微波感应传感器工作原理 1。工作原理微波感应控制器使用直径9厘米的微型环形天线作微波探测，其天线在轴线方向产生一个椭圆形半径为0～5米（可调）空间微波戒备区，当人体活动时其反射的回波和微波感应控制器发出的原微波场（或频率）相干涉而发生变化，这一变化量经HT7610A进行检测、放大、整形、多重比较以及延时处理后由白色导线输出电压控制信号。高可靠微波感应控制器内部由环形天线和微波三极管组成一个工作频率为2.4GHz的微波振荡器，环形天线既做发射天线也可接收由人体移动而反射的回波。内部微波三极管的半导体PN结混频后差拍检出微弱的频移信号（即检测到人体的移动信号) ,微波专用微处理器HT7610A首先去除幅度太小的干扰信号只将一定强度的探测频移信号转化成宽度不同的等幅脉冲，电路只识别脉冲足够宽的单体信号，如人体、车辆其鉴别电路才被触发，或者两秒内有2～3个窄脉冲，如防范边沿区人走动2～3步，鉴宽电路也被触发，启动延时控制电路工作。如果是较弱的干扰信号，如小体积的动物，远距离的树木晃动、高频通讯信号、远距离的闪电和家用电器开关时产生的干扰予以排除。最后输HT7610A鉴别出真正大物体移动信号时，控制电路被触发，输出2秒左右的高电平，并有LED2 同步显示，输出方式为电压方式，有输出时为高电平（4伏以上），没有输出时为低电平。微波专用的微处理器HT7610A的时钟频率为16KH，当初次加电时，系统将闭锁60秒，期间完成微处理器的初始化并建立电场，这时LED1点亮60秒后熄灭，系统自动进入检测状态，当检测到有效信号时，将有5秒信号输出，并由指示灯LED2同步显示。控制器的外形上图所示，面板上设置有灵敏度调整孔，可以使监控距离在1～7米范围内可调，顺时针转动距离变远，逆时针转动距离变近， LED1、LED2用于指示TX982的工作状态，1.2米长的双芯屏蔽线用于连接电源和负载，其中红色线用来接正电源，白色线接输出，铜网屏蔽层接电源负极，必要时可以用类似电缆加长至50米以内使用。高可靠微波感应控制器电源电压为12～16V的整流变换器供电，静态耗电量在5MA左右。输出形式为电压方式，有输出时为高电平（4V以上），静态时为低电平，使用请参考下图

超声波换能器选用说明及其原理介绍

超声波换能器选用说明及其原理介绍超声波换能器是一种能量转换器件，它的功能是将输入的电功率转换成机械功率（即超声波）再传递出去，而它自身消耗掉很少的一部分功率（小于10%）。所以，使用超声波换能器最应考虑的问题就是与输入输出端的匹配，其次是机械安装和配合尺寸。市面上超声波机械种类繁多，客户必须提供准确可靠的指标，才能保证公司提供的换能器产品能与贵公司的机器良好匹配，发挥最佳性能。因换能器品种繁多，本文只提供了部分换能器参数。 ①谐振频率：f, 单位：KHz 该频率是指用频率发生器，毫伏表等通过传输线路法测得的频率，或用阻抗特性分析仪等类似仪器测得的频率。一般通称小信号频率。与它相对的是上机频率，即客户将换能器通过电缆连到驱动电源上，通电后空载或有载时测得的实际工作频率。因客户的匹配电路各不相同，同样的换能器配不同的驱动电源表现出来的频率是不同的，这样的频率不能作为订货依据。 ②换能器电容量：CT ，单位：PF 即换能器自由电容，一般可用电容电桥在400Hz-1000Hz的频率下测得，也可用阻抗特性分析仪类似仪器。再简单点，用一般的便携式电容表测量也可满足要求。 ③换能器工作方式因加工方式和要求不同，换能器的工作方式大致可分为连续工作（花边机，CD套机，拉链机，金属焊接等）和脉冲式工作（如塑焊机），

不同的工作方式对换能器的要求是不同的。一般而言，连续式工作几乎没有停顿时间，但工作电流不是很大，脉冲工作是间歇式的，有停顿，但瞬间电流很大。平均而言，两种状态的功率都很大的。

④换能器型式和最大功率整机厂家可能对于不同用途和目的的机器的标称功率有不同的规定，换句话说，同样的换能器用在不同的机器上标称功率可能是不同的。为避免产生岐义，客户应详细说明换能器的结构型式，如柱型、倒喇叭型等，及压电陶瓷晶片的直径和片数。 ⑤安装和配合尺寸主要有变幅杆材质，表面处理方式，形状。换能器与变幅杆连接螺纹，变幅杆与模具连接螺纹，变幅杆法兰盘处直径、厚度、缺口或螺孔数量和位置。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

超声波传感器

超声波传感器的实验报告一、超声波传感器的定义：超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波传感器的原理：二、超声波传感器按其工作原理，可分为 1、压电式 2、磁致伸缩式 3、电磁式压电式超声波传感器压电式超声波传感器是利用压电材料的压电效应原理来工作的。常用的敏感元件材料主要有压电晶体和压电陶瓷。根据正、逆压电效应的不同，压电式超声波传感器分为发生器（发射探头）和接收器（接收探头）两种，根据结构和使用的波型不同可分为直探头、表面波探头、兰姆波探头、可变角探头、双晶探头、聚焦探头、水浸探头、喷水探头和专用探头等。压电式超声波发生器是利用逆压电效应的原理将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超声波。当外加交变电压的频率等于压电材料的固有频率时会产生共振，此时产生的超声波最强。压电式超声波传感器可以产生几十千赫到几十兆赫的高频超声波，其声强可达几十瓦每平方厘米。压电式超声波接收器是利用正压电效应原理进行工作的。当超声波作用到压电晶片上引起晶片伸缩，在晶片的两个表面上便产生极性相反的电荷，这些电荷被转换成电压经放大后送到测量电路，最后记录或显示出来。压电式超声波接收器的结构和超声波发生器基本相同，有时就用同一个传感器兼作发生器和接收器两种用途。典型的压电式超声波传感器结构主要由压电晶片、吸收块（阻尼块）、保护膜等组成。压电晶片多为圆板形，超声波频率与其厚度成反比。压电晶片的两面镀有银层，作为导电的极板，底面接地，上面接至引出线。为了避免传感器与被测件直接接触而磨损压电晶片，在压电晶片下粘合一层保护膜。吸收块的作用是降低压电晶片的机械品质，吸收超声波的能量。

超声波传感器

超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，使用前必须预先了解它的性能。组成部分超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。性能指标

超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压超声波传感器电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标包括：工作频率工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。工作温度由于压电材料的居里点一般比较高，特别是诊断用超声波探头使用超声波传感器功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。[1] 灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。主要应用超声波传感技术应用在生产实践的不同方面，而医学应用是其

超声波传感器设计报告

重庆三峡职业学院智能电子产品设计与制作实训报告项目名称超声波传感器班级13级应用电子技术1班姓名___________________________ 学号___________________________ 2014 --2015 学年度2 学期机械与电子工程系

一超声波传感器简介超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好，能够成为射线而定向传播等特点。超声波传感器可以对集装箱状态进行探测，可以应用于食品加工厂，实现塑料包装检测的闭环控制系统。超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测。超声波传感器主要材料有压电晶体（电致伸缩）及镍铁铝合金（磁致伸缩）两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅（PZT）等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送，也能作接收。这里仅介绍小型超声波传感器，发送与接收略有差别，它适用于在空气中传播，工作频率一般为23-25KHZ 及40-45KHZ。这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。该种有T/R-40-60，T/R-40-12等（其中T表示发送，R表示接收，40表示频率为40KHZ，16及12表示其外径尺寸，以毫米计）。另有一种密封式超声波传感器（MA40EI型）。它的特点是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近开关用，它的性能较好。超声波应用有三种基本类型，透射型用于遥控器，防盗报警器、自动门、接近开关等；分离式反射型用于测距、液位或料位；反射型用于材料探伤、测厚等。二超声波传感器的组成超声波传感器是指产生超声波和接收超声波的装置，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器利用压电晶体的压电效应和电致伸缩效应，将机械能与电能相互转换，并利用波的传输特性，实现对各种参量的测量，属典型的双向传感器。因此，超声波传感器由发射传感器（简称发射探头）和接收传感器（简称接收探头）两部分组成，如图6-3所示。图6-3 超声波传感器的组成

基于传感器原理的人体移动监测／检测技术现状

基于传感器原理的人体移动监测／检测技术现状摘要针对人体移动监测/检测技术，分析了基于传感器原理的各种常用和非常用方法的特点，说明了目前基于人体红外移动检测技术的优势和有待于改进的地方，并做出了前景分析。关键词人体传感器技术；移动检测；现状分析许多场合需要对人体移动、靠近做出监测报警。利用传感器来获知人体移动变化的信息，进行智能判断分析，可实现人体移动检测报警功能。目前基于传感器原理实现人体移动信息获取的方法主要包括：热能检测、脚步移动检测、位置变化检测等。热能检测可以选用红外人体传感器；脚步移动可以选用振动传感器；位置变化检测可以选用超声传感器。对于传感器的选择可根据应用环境、成本预算、检测精度等来选择，本文就从几种传感器的原理，技术难点，研究现状，技术展望进行分析。 1红外人体传感技术测量原理：基于人体红外传感的报警系统，利用热释电传感器作为探测单元，采取人体特征波长10um附近的红外线，并利用特殊光学镜片，判断出由于人体移动，造成的红外线能量的变化，这种能量变化的起因是由于人体红外能量在一定时间之内发生了改变，而是它改变的方法是通过光学镜片划分不同的感应区，当人从一个感应区走到另一个感应区时，红外线会传输到不同的传感器单元。如图1所示，探测器包含5个感应区，当人进入一个感应区，或者离开一个感应区，或者从一个感应区进入另一个感应区都将被检测。图1的感应区用数字1，2，3，4，5标出，当人从非感应区进入1，或者从感应区5离开至非感应区，都将被检测；而当人从1进入2，从2进入3，从3进入4，从4进入5，也将被检测；在此过程中，检测距离延探测器中心点为最远，即2进3，3进4最远横向距离可达30米，1进2，4进5横向距离不足30米。技术难点： 1）人体的红外线因个体差异多少，使得信号采集时有很大不一样，即，不同的人，虽然释放红外线波长相同，但能量强度差别较大，给检测带来困难； 2）无法实现远距离纵向检测，这是因为，红外方法基于光学镜片透射，当镜片划分不同区域，人体辐射红外线在不同区域出现，可以被检测，因此主要是检测横向移动，即以探测器为中心的圆周运动时，此方法最为灵敏。而纵向移动检测距离只能通过扩大镜片面积来实现，然而，探测器尺寸不能随意变大，因此，扩大镜面用来实现纵向移动远距离检测是受限制的。研究现状：目前红外人体检测主要应用于室内，因为此种方法干扰因素较多，室外难以很好应用。而检测距离主要在10m以内，以5m～8m为主流。我所研制的远距离红外测量系统，横向距离可以实现30m，纵向距离可以实现10m左右（温度低于22℃），每个探测器可以有强探测点一个，次强探测点4个。另外可以实现40m距离的横向移动检测，但此种探测器只有一个探测点，并无其它探测点。技术展望：经过前期初步的设计和理论分析，以目前的条件（主要是元器件的限制），通过后续的实验，预计再经过一年的研发，红外人体传感方法可以实现：1）单

温度传感器1

温度传感器摘要：在工农业生产、医疗、汽车、气象监测以及火灾预防等方面，温度都是一个重要而普遍的测量参数。而且随着近年来我国现代化进程和电子技术产业的高速发展，温度传感器成为不可或缺的一类重要传感器。本文从温度传感起的分类（包括接触式和非接触式），典型温度传感器的原理及一般特性（包括线性度、灵敏度、稳定性以及抗干扰性能），新型温度传感器的应用及发展方向等方面介绍了这一类重要传感器。关键字：温度传感器一、发展现状概述温度是过程控制中最重要的测量变量之一，在温度的计量和监测中，要将温度信号转变为电信号则离不开温度传感器。所谓温度传感器，就是能够通过检测那些物理量而可知其温度的器件。在工业生产中，温度传感器的用途十分广阔，可用作温度测量与控制、温度补偿、流速、流量和风速测定、液位指示、温度测量、紫外光和红外光测量、微波功率测量等而被广泛的应用于彩电、电脑彩色显示器、切换式电源、热水器、电冰箱、厨房设备、空调、汽车等领域。近年来，我国工业现代化的进程和电子信息产业连续的高速增长，带动了传感器市场的快速上升。温度传感器作为传感器中的重要一类，占整个传感器总需求量的40%以上。温度传感器是利用NTC的阻值随温度变化的特性，将非电学的物理量转换为电学量，从而可以进行温度精确测量与自动控制的半导体器件。近年来汽车电子、消费电子行业的快速增长带动了我国温度传感器需求的快速增长。随着科学技术的不断发展，温度的计量和监测在工农业生产和国民经济各部门具有重要意义和十分广泛的应用。随着各类电子产品的便携化，可用于片上测温的集成温度传感器的发展便越趋灼热化。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段： 1.传统的分立式温度传感器(含敏感元件)

基于超声波传感器的液位测量

基于超声波传感器的液位测量 1.摘要超声波传感器应用广泛，其中液体液位的准确测量是实现生产过程检测和实时控制的重要保障，也是实现安全生产的重要环节。本文主要介绍液位的测量。液体罐内液位测量的方法有很多种，其中超声波传感器由于结构简单、体积小、费用低、信息处理简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制，所以超声波测量法得到了广泛的应用。2.超声波概要超声波是指频率高于20kHz的机械波，一般由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传播，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还具有强度大、方向性好等特点，为此，利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。压电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动，从而产生超声波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声波振动转换成电信号，可作为接收探头。 3.检测方法选择从测量范围来说，有的液位计只能测量几十厘米，有的却可达几十米。从测量条件和环境来说，有的非常简单，有的却十分复杂。例如:有的是高温高压，有的是低温或真空，有的需要防腐蚀、防辐射，有的从安装上提出苛刻的限制，有的从维护上提出严格的要求等。按测量液位的感应元件与被测液体是否接触，液位仪表可以分为接触型和非接触型两大类。接触型液位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式液位计、电容式液位计以及磁致伸缩液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触，即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。非接触型液位测量主要有超声波液位计、微波雷达液位计、射线液位计以及激光液位计等。顾名思义，这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测液体不接触。因此测量部件不受被测介质影响，也不影响被测介质，因而其适用范围较为广泛，可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合，如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。根据以上几种因素得知，超声波液位计是非接触式液位计中发展最快的一种。超声波在同一种介质中传播速度相对恒定，遇到被测物体表面时会产生反射，基于此原理研制出

超声波传感器原理及应用

[日期：2007-06-05] 来源：作者：[字体：大中小] 超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中，产生机械振动，发射出超声波。接收原理是当超声波作用在磁致材料上时，使磁滞材料磁场变化，使线圈产生感应电势输出。超声波传感器原理与应用 2008-04-18 02:40 超声波传感器原理及应用信息来源：转载https://www.360docs.net/doc/2311809046.html,发布时间：2008-01-02字号：小中大关键字：超声波传感器 1、遥控开关超声波遥控开关可控制家用电器及照明灯。采用 2、液位指示及控制器由于超声波在空气中有一定的衰减，则发送到液面及从液面反射回来的信号大小与液位有关，液面位置越高，信号越大；液面越低则信号就小。接收到的信号经BG1、BG2放大，经D1、D2整流成直流电压。当4.7KΩ上的电压超过BG3的导通电压时，有电流流过BG3，电流表有指示，电流大小与液面有关。A点与上图A点相连接。当液位低于设置值时，比较器输出为低电平。BG 不导通，若液位升到规定位置，比较器翻转，输出高电平。BG导通，J吸合，可通过电磁阀将输液开关关闭，以达到控制的目的（高位控制）。超声波传感器信息来源：https://www.360docs.net/doc/2311809046.html,/ca.htm发布时间：2007-11-27字号：小中大关键字：超声波传感器传感器压电陶瓷超声传感器超声波距离传感器超声波传感器的测距系统设计图

信息来源：中国超声波发布时间：2008-03-17字号：小中大关键字：超声波传感器安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提，超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点，被广泛用作测距传感器。本超声波测距系统选用了senscomp公司生产的polaroid6500系列超声波距离模块和600系列传感器，微处理器采用了atmel公司的at89c51。本文对此超声波测距系统进行了详细的分析与介绍。 1、超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20khz的机械波[1]。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应[1]的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。超声波测距的原理一般采用渡越时间法tof（timeofflight）[2]。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即 1、硬件电路设计我们设计的超声波测距系统由polaroid600系列传感器、polaroid6500系列超声波距离模块和at89c51单片机构成。

完整版HC-SR501人体感应模块

HC-SR501 HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。产品型号HC--SR501人体感应模块工作电压范围直流电压4.5-20V 静态电流<50uA 电平输出高3.3V/低0V 触发方式L不可重复触发/H重复触发延时时间0.5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间 2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒电路板外形尺寸32mm*24mm

感应角度<100 度锥角工作温度-15-+70 度感应透镜尺寸直径:23mm(默认) 深圳市捷深科技有限公司https://www.360docs.net/doc/2311809046.html,专业传感器开发与销售 1、全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。 2、光敏控制（可选择，出厂时未设）可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。 3、温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。 4、两种触发方式：（可跳线选择） a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平； b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。5、具有感应封锁时间(默认设置:2.5S封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒 —几十秒钟)。6、工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。7、微功耗:静态电流<50微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。8、输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。 1 1. 感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3 次，一分钟后进入待机状态。 2 2. 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。 3 3.感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。

人体红外感应检测系统

《单片机系统课程设计》说明书设计课题：人体红外感应检测系统专业班级：自动化101、102班学生姓名：学生学号：、指导教师：时间：2013年12月15日成绩：目录

一、设计目的 (3) 二、设计要求 (3) 2.1、系统总体设计 (3) 三、方案设计与论证 (4) 3.1、整个系统的原理 (4) 3.2、传感器模块 (5) 四、硬件设计及电路图 (6) 4.1、设计原理 (6) 4.2、电路图 (6) 五、软件设计 (10) 六、元器件清单 (11) 七、硬件制作与调试 (11) 八、结论与心得 (12) 九、参考文献 (13) 人体红外感应检测系统

课程设计说明书一、设计目的 1、利用单片机实现HC-SR501人体红外感应模块功能。所设计人体红外感应检测系统能够检测人是否存在，当感应到人体时进行声光报警和指示。 2、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。 3、锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。 4、通过此次课程设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 5、锻炼团队分工合作与协调能力。二、设计要求 2.1、系统总体设计单片机以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理,众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，在工业测控、通信系统和家用电器控制领域中得到了广泛的应用,提高了生产效率,也提高了各种电器的性能,给人们的生活和工作带来了很大的便利。迄今为止,单片机系统和模块主要用于工业控制、科学研究和教学实验等领域,实现各类系统在线信号采集和监控功能。本设计是以AT89C51单片机作为控制核心，与人体红外传感器模块相结合的的监控报警系统。是对人体红外感应模块应用的一个极好例子，具有硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠等特点。（1）所设计人体红外感应检测系统能够检测人体是否存在，当感应到人体时进行声光报警和指示。（2）完成软件程序编写（3）完成电路设计及调试（4）完成课程设计说明书根据本设计需实现的功能，考虑到硬件电路的复杂性、性价比和软件实现的难易程度等情况。控制器由传感器模块、控制功能模块组成。传感器模块由人体 3

温度传感器的温度系数测量

温度传感器的温度系数测量【目的要求】 1．了解温度传感器的温度特性； 2．了解温度传感器电路的静态特性； 3．学习测量温度传感器电路的输出—输入特性，并测定铂电阻（热敏电阻）的温度系数。【实验仪器】铂电阻（热敏电阻），温度传感器，数字万用表(3位半)，温度计，保温杯，导线。【实验原理】传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。通过传感器将温度、压力、湿度等非电学量转换为电压等电学量进行检测，作为现代信息技术的基础——一传感器技术越来越广泛地应用在非电学量测量和智能检测、自动控制系统中。使用电阻型传感器时(如：温度、压力等)，经常用到非平衡电桥电路，本实验用非平衡电桥和铂电阻温度传感器组成测温电路，测量此电路的输出—输入特性，并测定铂电阻的温度系数。 1．铂电阻温度传感器的温度特性当温度变化时，导体或半导体的电阻值随温度而变化，这称为热电阻效应。根据电阻与温度的对应关系，通过测量电阻值的变化可以检测温度的改变，由此可制成热电阻温度传感器．一般将金属材料的电阻温度传感器称作热电阻；半导体材料的则称作热敏电阻。通常金属材料的电阻值随温度升高而增大．这是因为温度越高，晶格振动越剧烈，从而使电子和晶格的相互作用越强，因此金属热电阻一般具有正温度系数．常用的热电阻材料有铜和铂。工业用铂热电阻(Ptl0、Pt100、Pt1000)广泛用来测量一200~850 ℃范围的温度．在少数情况下，低温可测至一272 ℃(1 K)，高温可测至1000 ℃．标准铂电阻温度计的准确度最高，可作为国际温标中961.78 ℃以下内插用标准温度计。它具有准确度高、灵敏度高、稳定性好等优点。工业铂热电阻温度特性如下：在-200~0 ℃时， ].)100(1[3 2 0T C T C BT AT R R T -+++= (1) 在0~850 ℃时， ).1(2 0BT AT R R T ++= (2) 在(1)式和(2)式中，R T 为温度T 时的铂电阻阻值，R 0为0℃时的铂电阻阻值，式中系数为 A=3.9083×10-3℃-1， B=－5.775×10-7℃-1， C=－4.183×10-12 ℃-1 在－200~850 ℃时,B 级工业铂热电阻有关技术参数如下：测温度允许偏差/ ℃：±（0.30+0.005│T │）；电阻比W 100（R 100/R 0）：1.385±0.001。当T ＝0℃ 时，R 0＝100Ω；T ＝100℃时，R 100＝138.5Ω。在0～100℃范围内(2)式可近似为

超声波传感器测距原理

一、超声波测距原理超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即: S = v·△t /2 ① 这就是所谓的时间差测距法。由于超声波也是一种声波, 其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大, 则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播速度是334 米/秒,但其传播速度V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大，如温度每升高1 ℃, 声速增加约0. 6 米/ 秒。如果测距精度要求很高, 则应通过温度补偿的方法加以校正（本系统正是采用了温度补偿的方法）。已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为： V = 331.45 + 0.607T ② 声速确定后, 只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。

二、系统硬件电路设计图2 超声波测距仪系统框图基于单片机的超声波测距仪框图如图2所示。该系统由单片机定时器产生40KHZ 的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和显示电路等构成。单片机是整个系统的核心部件，它协调和控制各部分电路的工作。工作过程：开机，单片机复位，然后控制程序使单片机输出载波为40kHz 的10个脉冲信号加到超声波传感器上，使超声波发射器发射超声波。当第一个超声波脉冲群发射结束后，单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数，这样就得到了从发射到接收的时间差△t;根据公式①、②计算出被测距离,由显示装置显示出来。下面分别介绍各部分电路： 1 、超声波发射电路超声波发射电路如图3所示，89C51通过外部引脚P1.0 输出脉冲宽度为250μs , 40kHz 的10个脉冲串通过超声波驱动电路以推挽方式加到超声波传感器而发射出超声波。由于超声波的传播距离与它的振幅成正比,为了使测距范围足够远,可对振荡信号进行功率放大后再加在超声波传感器上。图3中T 为超声波传感器，是超声波测距系统中的重要器件。利用逆压电效应将加在其上的电信号转换为超声机械波向外辐射; 利用压电效应可以将作用

超声波传感器简介

超声波传感器基本介绍人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ范围内，超过20KHZ称为超声波，低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置是声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，使用前必须预先了解它的性能。组成部分超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。 ①