紅外溫傳感器及紅外溫計設(shè)計與研究PPT課件

1、實驗?zāi)康膗研究一種溫度傳感器的特性，并通過自主設(shè)計一種非接觸式體溫計，了解市場上一些非接觸式體溫計的基本原理基本原理，豐富知識。u經(jīng)由實驗，學(xué)習(xí)和掌握單片機知識和軟件的操作學(xué)習(xí)和掌握單片機知識和軟件的操作，鍛煉自己的動手和動腦的能力。u試圖在能完成實驗的基礎(chǔ)上尋找創(chuàng)新點尋找創(chuàng)新點，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。第1頁/共35頁傳感器的選擇及研究基本原理： 我們選擇研究型號為HEIMANN3872熱電堆紅外溫度傳感器。 熱電堆紅外傳感器原理是將多個熱電偶串聯(lián)起來, 使其具有較高靈敏度。傳感器內(nèi)還集成了一個熱敏電阻, 以利于溫度補償使用，可以減小環(huán)境溫度帶來的誤差第2頁/共35頁以傳感器制作的非接觸體溫計 HEI

2、MANN3872熱釋電紅外線傳感器能在非接觸的條件下檢測出人體輻射的紅外線能量的變化, 并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。 將這個電壓信號加以補償并放大, 通過數(shù)模轉(zhuǎn)化，將信號以數(shù)字信號的形式傳遞給單片機。單片機處理運算，通過液晶模塊輸出溫度數(shù)值。第3頁/共35頁以以HEIMANN3872制作的紅外體溫制作的紅外體溫計計1.信號采集與放大部分 整個過程概括為: 紅外傳感器HEIMANN3872采集外界信號引起輸出電壓的變化, 電壓經(jīng)過ICL7650 和TL082的處理放大輸出。第4頁/共35頁2.數(shù)模轉(zhuǎn)換部分 將處理并放大后的模擬電壓信號通過ADC0804轉(zhuǎn)換為數(shù)字型號（此處暫時由其他型號模塊代替）以

3、HEIMANN3872制作的紅外體溫計第5頁/共35頁3.單片機接收處理部分 單片機接收數(shù)字信號，并進行事先寫好的函數(shù)，將所得信號轉(zhuǎn)化成溫度數(shù)字輸出以HEIMANN3872制作的紅外體溫計第6頁/共35頁4.顯示部分 單片機輸出的溫度值通過液晶模塊輸出顯示出來以HEIMANN3872制作的紅外體溫計第7頁/共35頁主要實驗器材： 熱釋電紅外溫度傳感器HEIMANN3872STC89C52單片機最小系統(tǒng)ADC0804， ICL7650 ，TL082 若干電阻和電容 液晶顯示模塊等以HEIMANN3872制作的紅外體溫計第8頁/共35頁物理特性研究 環(huán)境溫度對實驗結(jié)果的影響 距離對實驗結(jié)果的影響

4、角度對實驗結(jié)果的影響 物體大小對實驗結(jié)果的影響第9頁/共35頁實驗數(shù)據(jù)測量過程中發(fā)現(xiàn) 轉(zhuǎn)化所得數(shù)對應(yīng)溫度的精確度在不同溫度段不同，范圍在0.2到1.5度左右。 在室內(nèi)，無陽光直接照射傳感器的條件下，傳感器正對亮出與背對亮處的示數(shù)相差不超過1?？梢曰菊J為，在室內(nèi)，光線對傳感器影響不大。 介于外界會產(chǎn)生干擾，環(huán)境溫度對實驗結(jié)果有一定影響。我們利用該型號傳感器的特點進行溫度補償，使其影響降至最低。實驗時，我們在早晚和中午對同一溫度的水經(jīng)行對比測量，測距為4cm,發(fā)現(xiàn)晝夜溫差的影響可以接受。物理特性研究第10頁/共35頁試驗數(shù)據(jù)處理及圖像擬合1.5cm處所有數(shù)據(jù)的圖像擬合處所有數(shù)據(jù)的圖像擬合(ori

5、gin)第11頁/共35頁試驗數(shù)據(jù)處理及圖像擬合6cm處所有數(shù)據(jù)的擬合圖像處所有數(shù)據(jù)的擬合圖像第12頁/共35頁試驗數(shù)據(jù)處理及圖像擬合4cm處所有數(shù)據(jù)的圖像擬合處所有數(shù)據(jù)的圖像擬合第13頁/共35頁實驗數(shù)據(jù)處理及圖像擬合第14頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比1.5cm第15頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比2cm第16頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比2.5cm第17頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比3cm第18頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比3.5cm第19頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比4cm第20頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比5cm第21頁/共35頁數(shù)據(jù)斜率對比6cm第22頁/共35頁距離對實驗結(jié)果的影響數(shù)據(jù)整體呈一次線性變化，且隨著距離的增加，

6、斜率逐漸減小。實驗在2.5cm到5cm內(nèi)，測量數(shù)據(jù)可重復(fù)性最高，擬合后偏差最小在人體溫度范圍（35至43度）內(nèi)，我們?nèi)∑钶^小的4cm為主要研究距離。物理特性研究第23頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響1cm，42C第24頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響2cm，水溫43C第25頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響3cm，43C第26頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響4cm，42C第27頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響5cm第28頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響6cm，41C第29頁/共35頁角度對實驗結(jié)果的影響從實驗數(shù)據(jù)中我們可以看出在小距離范圍內(nèi)，角度變化對實驗結(jié)果的影響很小在4cm處左右圖像比較明

7、顯的呈現(xiàn)二次型變化，且隨著距離的增大，圖像彎曲程度越大。第30頁/共35頁物體大小對實驗結(jié)果的影響4cm,改變物體直徑，改變物體直徑，55C（改變紙杯的圓扁）（改變紙杯的圓扁）第31頁/共35頁定標后數(shù)據(jù)及圖像53.811653.211552.7114511114310842.8111421094110840.210839.51073910738.210637.5105371043610335.210334.81023410133.910033.510132.810031.8994cm距離處在人體體溫范圍（距離處在人體體溫范圍（3642）內(nèi)的圖像擬合）內(nèi)的圖像擬合第32頁/共35頁預(yù)期效果預(yù)期效果該紅外溫度計分為3個模式1.能測各種物體-20度至200度以內(nèi)的表面溫度；2.能測人體額頭溫度，并進行一定轉(zhuǎn)化，換算成體溫值；3.能測口腔溫度，并轉(zhuǎn)化成體溫值。第33頁/共35頁目前已完成目前已完成1.完成