常见传感器分类和工作原理

3 红外传感器

另一种传感器也非常常用，在非典期间就经常出现红外温度传感器，红外线传感器是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。

自然界一切温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体。由于分子的热运动都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波。其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合普朗克（Plank）定律。红外测温的原理是一样的，都是根据普朗克原理。一般理解红外测量的是物体的温度。其实测的是目标物与传感器或者说是物体与环境温度之间的差值。物体辐射能量的大小直接与该物体的温度有关。具体地说，是与该物体热力学温度的4次方成正比。用公式可表达为：

E=δε（T4-T4o） （1）

式中，E是辐射出射度。单位是W／m3；

δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数，5.67x10-8W／（m2·K4）；

δ是物体的辐射率：

T是物体的温度（K）；

To是物体周围的环境温度（K）。

人体主要辐射波长为9 μm-10 μm的红外线。通过对人体自身辐射红外能量的测量便能准确地测定人体表面温度。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，因而也可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。

红外温度传感器利用热电偶原理，测量目标物与传感器或者物体与环境温度之间的差值。热电偶的原理是二种不同的金属A和B构成一个闭合回路，当二个接触端温度不同时（T>To），回路中产生热电势Eab，其中T称为热端、工作端或测量端，To称为冷端、自由端或参比端。A和B称为热电极。热电势的大小由接触电势（也叫伯尔贴电势）和温差电势（也叫汤姆逊电势）决定。

4 结语

在温度测量系统中，温度传感器是一个重要的器件，它的性能直接影响温度测量的准确度。需要根据不同的测量精度来选择传感器，对于红外温度传感器来说，因为它是非接触式的，所以对环境的要求特别高，采用热电偶的测量原理，对环境温度进行补偿，从而获得准确的测量效果。红外线传感器产品一般采用单片机进行数字信号处理，对其采集到的温度电信号进行处理。再经过滤波和放大，把温度的标准电信号提取出来进行MD转换，最终在液晶显示器（LMD）上显示出来。