Пироэлектрический датчик Опции

[antzor10]

Добрый день. Подскажите, можно ли с помощью обычного датчика (например IRA-E710ST1) измерить температуру? Собственно больше интересует вопрос наличия графика зависимости выходного сигнала с датчика, в зависимости от измеряемой температуры. Поиск в гугле, дает только графики в зависимости от длительности изменения интенсивности теплового излучения. Заранее спасибо за ответы.

[Guest_TSerg_*]

можно ли с помощью

Диодом не пробовали?
Еще можно - медью.

[Andreas1]

Подобные датчики реагируют на изменение температуры во времени и графики даются напряжение от dT, поэтому нет.

[Tanya]

Подобные датчики реагируют на изменение температуры во времени и графики даются напряжение от dT, поэтому нет.

Вот для измерения температуры в болометрах придумали (давным-давно) оптические модуляторы - вращающиеся шторки..

[antzor10]

Вот для измерения температуры в болометрах придумали (давным-давно) оптические модуляторы - вращающиеся шторки..

А можно поподробнее? Какой у них принцип действия? В домашних условиях их возможно изготовить?

[Onkel]

Вот для измерения температуры в болометрах придумали (давным-давно) оптические модуляторы - вращающиеся шторки..

во времена буйной ботанской молодости был у меня измеритель мощности лазерного излучения, так там "вращающиеся шторки" использовались исключительно как делитель мощности, чтобы мерять ватты и не жечь саму измерительную головку болометра. Возможно, со времени моей молодости наука ушла далеко вперед.

А можно поподробнее? Какой у них принцип действия? В домашних условиях их возможно изготовить?

Можно. Берете диск и вырезаете сектора, потом диск на мотор- и все дела.

Но это вряд ли поможет, потому как пир- датчики дают на выходе не какую-либо функцию просто температуры, а интеграл по всем кластерам от некоей весьма сложной и нелинейной функции, зависящей от градиента температуры (который формируется в фокальной плоскости линзы Френеля,т.е.это будет фурье- образ), да к тому же с релаксацией. Задача какая? Дистанционное измерение температуры?

[Tanya]

Возможно, со времени моей молодости наука ушла далеко вперед.

Может быть, может быть... В каждом спектрофотометре (ИК и видимого диапазона) с диспергирующим элементом стояло такое - подавало поочередно на детектор сигнал после образца и опорный. В опорном луче стояла калиброванная подвижная шторка, которая уравнивала потоки.

[antzor10]

Можно. Берете диск и вырезаете сектора, потом диск на мотор- и все дела.

Но это вряд ли поможет, потому как пир- датчики дают на выходе не какую-либо функцию просто температуры, а интеграл по всем кластерам от некоей весьма сложной и нелинейной функции, зависящей от градиента температуры (который формируется в фокальной плоскости линзы Френеля,т.е.это будет фурье- образ), да к тому же с релаксацией. Задача какая? Дистанционное измерение температуры?

Задача стоит дистанционное измерение температуры.
У меня датчик просто, без всякой обвязки. Поэтому думаю там на выходе просто функция пропорциональная падающему излучению. А почему там имеется релаксация?

[Tanya]

Поэтому думаю там на выходе просто функция пропорциональная падающему излучению.

Непонятна причина, по которой Вы так думаете. Про это ведь написано везде...
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B8%...%82%D0%B2%D0%BE
И даже показано-http://www.chipdip.ru/video/id000293725/

[Onkel]

Задача стоит дистанционное измерение температуры.
У меня датчик просто, без всякой обвязки. Поэтому думаю там на выходе просто функция пропорциональная падающему излучению. А почему там имеется релаксация?

потому что заряды компенсируются, захватывая заряды из воздуха, да и градиенты температуры релаксируют. У равномерно освещенного сенсора на выходе ноль, при изменении температуры появляется напряжение, но перетекание зарядов быстро компенсирует появившееся напряжение,и при изменении температуры мы видим импульс.
Возможно, тут также терминологическая неоднозначность - связана с термином pir как passive infra red - это одно, а пироэлектрик - другое.

Вот для измерения температуры в болометрах придумали (давным-давно) оптические модуляторы - вращающиеся шторки..

Может быть, может быть... В каждом спектрофотометре (ИК и видимого диапазона) с диспергирующим элементом стояло такое - подавало поочередно на детектор сигнал после образца и опорный. В опорном луче стояла калиброванная подвижная шторка, которая уравнивала потоки.

Вот как раз в болометре у меня мотор с диском и был, почти как на приведенной картинке. И диски были - от 1/6 до 1/50. А спектрофотометр- это дело другое, у меня их не было, было двойной спектрометр дфс24, я все на нем делал. Это ж разные приборы - болометр и спектрофотометр. В видимом (и ближнем ик) в составе спектрофотометра болометра , как правило, нету.

[BackEnd]

Подскажите, можно ли с помощью обычного датчика (например IRA-E710ST1) измерить температуру?

1. Это зависит от Ваших требований к разрабатываемому средству измерения.
2. Процесс измерения "температуры чего-либо" может оказаться для Вас неприемлемым из-за методических ограничений и особенностей самого датчика.

Собственно больше интересует вопрос наличия графика зависимости выходного сигнала с датчика, в зависимости от измеряемой температуры.

Думаю, задача создания такого графика возлагается на разработчика.
Максимум кривой спектральной плотности мощности излучения смещается в коротковолновую область при увеличении температуры абсолютно черного тела (АЧТ).

В даташите к IRA-E710ST1 сказано, что "Wave length Range" датчика находится в диапазоне 5-14 мкм. Еще обратите внимание на значение параметра "Field of View" и на схему калибровки с использованием эталона АЧТ.

во времена буйной ботанской молодости был у меня измеритель мощности лазерного излучения, так там "вращающиеся шторки" использовались исключительно как делитель мощности, чтобы мерять ватты и не жечь саму измерительную головку болометра. Возможно, со времени моей молодости наука ушла далеко вперед.

Да, у меня тоже применение механического обтюратора ассоцииируется в первую очередь с делителем мощности лазерного излучения. )

Сообщение отредактировал BackEnd - Dec 10 2016, 19:04

[Onkel]

Думаю, задача создания такого графика возлагается на разработчика.

У разработчика нет и не будет такого графика, потому что в установившемся термодинамически режиме выходное напряжение сенсора равно нулю, этот сенсор просто не предназначен для измерения температуры, а предназначен для датчиков движения, неленивый (но не знавший физику) народ уже проходил это:

В....
Купив датчик (от МУраты, модель IRA-E710ST1), собрав схему и прощупав ее осциллографом, я убедился в справедливости данного утверждения (по крайней мере у меня не получилось ))).
Убеждался путем приближения к сеносру нагретого паяльника и смотрел щупом непосредственно на выходе S датчика: уровень резко менялся, а затем самостоятельно возвращался в исходное состояние.

.....

в даташите схема для проверки этого сенсора содержит механический чоппер (то что я приводил на фото), конденсатор на выходе и лок-ин. Так что только хардкор, только переменка.

[antzor10]

Ок. Я понял что датчик реагирует на изменение температуры.

Максимум кривой спектральной плотности мощности излучения смещается в коротковолновую область при увеличении температуры абсолютно черного тела (АЧТ).

Так все-таки уровень всплеска выходного сигнала с датчика как-то зависит от мощности теплового излучения? Ведь датчик движения должен отрабатывать только появление объектов с температурой выше определенного порога.

[Onkel]

Ок. Я понял что датчик реагирует на изменение температуры.

Так все-таки уровень всплеска выходного сигнала с датчика как-то зависит от мощности теплового излучения? Ведь датчик движения должен отрабатывать только появление объектов с температурой выше определенного порога.

В первом приближении величина импульса зависит от dT/T и dT/dt, так что зависимость от референсной температуры невелика.
Нет, порога температуры нет, есть порог работы самого датчика и электроники, это связано с используемыми материалами (пир кристалл и кремний). Датчик отлично реагирует на появление и перемещение объектов с температурой ниже 0 С°, например. Если уж совсем точно, то датчик движения работает так- на поверхности датчика с помощью линзы Френеля (а поверхность датчика находится в фокусе линзы) получается 2 мерный фурье- образ на длине волны теплового излучения , так вот на его изменение датчик и реагирует. Если мы будем менять температуру всего окружения датчика то никакой реакции не будет, а вот если изменится (появится горячее или холодное, или еще каким образом распределение поменяется) то получим импульс. Можно датчик использовать и без линзы, тогда он будет реагировать на изменение интерференционной картины стоячих волн на той же длине волны теплового излучения. То есть опять же - только на изменение.

[BackEnd]

На стр. 6 есть кой-какие результаты измерений. Правда, для Murata IRA-E410S1.
Pyroelectric infrared sensor-based thermometer for monitoring indoor objects
http://ir.lib.ncut.edu.tw/bitstream/987654...r%20objects.pdf

[Onkel]

На стр. 6 есть кой-какие результаты измерений. Правда, для Murata IRA-E410S1.
Pyroelectric infrared sensor-based thermometer for monitoring indoor objects
http://ir.lib.ncut.edu.tw/bitstream/987654...r%20objects.pdf

IRA-E410S1 -это совершенно другой сенсор, для измерения температуры и предназначенный. И то у него за счет релаксации частота не ниже 0,1 Гц- т.е. за 10 секунд все заряды рассасываются. А сенсор IRA-E710ST1 предназначен для датчиков движения.

[BackEnd]

Похоже, из IRA-710ST1 можно сделать Кутузова с помощью перемычки, как тут http://longrangelocators.com/forums/attach...mp;d=1378740561




Сообщение отредактировал BackEnd - Dec 12 2016, 06:11

[Alexashka]

А вот мне не понятно, как так получается что расстояние до измеряемого объекта не влияет? Ведь чем ближе к нагретому телу, тем сильнее будет нагреваться сам датчик.

[Tanya]

А вот мне не понятно, как так получается что расстояние до измеряемого объекта не влияет? Ведь чем ближе к нагретому телу, тем сильнее будет нагреваться сам датчик.

Объясняем...
Вы правы для точечного источника так и будет, а для протяженного, изображение которого больше размера датчика - иначе.
Когда фотографируете лицо человека, меняете выдержку, диафрагму, чувствительность... в зависимости от расстояния?
Так как (если) датчик примерно в фокусе линзы, то (используем обратимость...) его изображение будет бесконечно удаленной звездой в трубке диаметром, равным диаметру линзы.
Но линза там плохая и свет будет поступать и от других мест.

[prig]

во времена буйной ботанской молодости был у меня измеритель мощности лазерного излучения, так там "вращающиеся шторки" использовались исключительно как делитель мощности, чтобы мерять ватты и не жечь саму измерительную головку болометра. Возможно, со времени моей молодости наука ушла далеко вперед.

- Ну, механические модуляторы излучения придумали ещё до того, как мы с Вами родились.
Довольно широко использовались в дисперсионных ИК-спектрометрах, а позже - в "медленных Фурье".

- И не стоит чрезмерно усложнять задачу.
Мощность излучения, попадающего на приемник, есть функция излучения чёрного тела в зависимости от температуры. Ничего нового в этом нет.
В конечном счёте, с учётом оптического диапазона детектируемого излучения, эта функция будет представлена в виде калибровочной кривой.
Каким боком там линза Френеля, я вообще не понял. Вроде как, она немного для другого, если речь о пироприёмниках. Для данной задачи она не нужна.

Ну а зависимость отклика пироприёмника от частоты модуляции очень простая, обратная от частоты. Т.е., классические -20дБ/дек.
В принципе, есть стандартные схемы включения пироприёмников с линеаризацией АЧХ. Но при постоянной частоте модуляции даже они не нужны.
Если функция модуляции не сильно похожа на синус, после пироприёмника можно поставить полосовой фильтр. А далее измерять действующее напряжение. Вуаля.

Ну а возможные осложнения при реализации такой схемы - это отдельный вопрос.
В частности, обеспечение нужной стабильности и точности измерений может оказаться не слишком простой задачей (в спектрометрах с этим проще).
Но, как правильно тут отмечали, без определения конечной задачи нет смысла об этом говорить..

Причина редактирования: Избыточное цитирование. Т.

[Alexashka]

Объясняем...
Так как (если) датчик примерно в фокусе линзы, то (используем обратимость...) его изображение будет бесконечно удаленной звездой в трубке диаметром, равным диаметру линзы.

C плоско-параллельным пучком понятно, ближе-дальше особо роли не играет -на датчик будет светить примерно одна и та же область нагретого тела, значит и суммарная энергия примерно одинаковая. А вот как быть без линзы?

Каким боком там линза Френеля, я вообще не понял...Для данной задачи она не нужна.

[Tanya]

C плоско-параллельным пучком понятно, ближе-дальше особо роли не играет -на датчик будет светить примерно одна и та же область нагретого тела, значит и суммарная энергия примерно одинаковая. А вот как быть без линзы?

Без линзы, как Вы сами понимаете, можно измерить среднюю температуру поверхности, замыкающей полусферу.

[Alexashka]

Без линзы, как Вы сами понимаете, можно измерить среднюю температуру поверхности, замыкающей полусферу.

Понял. Я почемуто подумал, что ТС измеряет температуру конкретного тела, а если измерять температуру "вообще", то тогда логично, линза не нужна.

[Onkel]

- И не стоит чрезмерно усложнять задачу.
Мощность излучения, попадающего на приемник, есть функция излучения чёрного тела в зависимости от температуры. Ничего нового в этом нет.
В конечном счёте, с учётом оптического диапазона детектируемого излучения, эта функция будет представлена в виде калибровочной кривой.

c первым конечно согласен, но вот отклик пироэлектрического сенсора зависит не от мощности попадающего на приемник излучения, а от интеграла по градиенту температуры сенсора, да еще будет падать по времени. Я вроде замечал, не только мои наблюдения- хоть паяльником в сенсор тычь- напряжение со временем падает до нуля. Так что калибровочная кривая будет везде 0.
Линза Френеля в датчиках движения нужна для увеличения чувствительности, а чувствительность на пироэлетрическом датчике определяется контрастностью изображения, так вот сигнал на датчике будет максимальным когда поверхность сенсора будет находиться в фокальной плоскости линзы, в данном случае в датчиках применяют линзы Френеля, которые с точки зрения оптики те же самые линзы, но тоньше.

C плоско-параллельным пучком понятно, ближе-дальше особо роли не играет -на датчик будет светить примерно одна и та же область нагретого тела, значит и суммарная энергия примерно одинаковая. А вот как быть без линзы?

без линзы датчик будет реагировать на измерение интерференционной картины стоячих волн на длине волны теплового излучения. Система в равновесии- переноса энергии от одних тел к другим нет - сигнал равен нулю, интерференционная картина стоит. Что-то изменилось - интерференционная картина поплыла, и если сенсор попадает в область , где интерференционная картина изменилась, мы видим импульс. Ну например, когда мы в 5 см от сенсора (без линзы) двигаем паяльник, или руку, или кусок льда. Для реальной работы сенсора в датчике движения мы ставим линзу Френеля, она короткофокусная, так что любой объект, расположенный далее полуметра от сенсора, можно считать расположенный на бесконечности.

[Alexashka]

без линзы датчик будет реагировать на измерение интерференционной картины стоячих волн на длине волны теплового излучения.

Интерференция от чего? Сенсор вроде не настолько маленький. Может кремниевая пластинка которая сверху дает?

Всегда думал что нужный эффект дает именно линза френеля, когда объект двигается, то его изображение тоже двигается и попадает то на один, то на другой PIR элемент, а поскольку они включены последовательно появляется полезный сигнал. Поправьте если не прав.

[rx3apf]

О регистрируемой датчиком интерференции говорить вообще не приходится, что уже пытались объяснить господину теоретику. Равно как и о конструкции линзовой системы PIR-сенсоров, которая вовсе не является одиночной френелевской линзой. Бесполезно, как со стеной...

Сообщение отредактировал rx3apf - Dec 12 2016, 12:05

[Onkel]

Интерференция от чего? Сенсор вроде не настолько маленький. Может кремниевая пластинка которая сверху дает?

Всегда думал что нужный эффект дает именно линза френеля, когда объект двигается, то его изображение тоже двигается и попадает то на один, то на другой PIR элемент, а поскольку они включены последовательно появляется полезный сигнал. Поправьте если не прав.

Интерференция на длине волны теплового излучения, 10 мкм. Если система находится в состоянии термодинамического равновесия, то все волны - стоячие, без переноса энергии.
Пир элементов может быть и один, и все равно появляется полезный сигнал. Изображение (в нашем случае не изображение в оптическом смысле, а фурье- образ изображения) двигается, распределение температур на поверхности сенсора меняется, появляются локальные разности потенциалов, которые суммарно и регистрируются как импульс, а как импульс потому что со временем заряды релаксируют, как правило разряжаясь в воздух.
Два сенсора ставят для увеличения надежности, и сигнал считается лишь когда оба сенсора дали импульс.

О регистрируемой датчиком интерференции говорить вообще не приходится, что уже пытались объяснить господину теоретику. Равно как и о конструкции линзовой системы PIR-сенсоров, которая вовсе не является одиночной френелевской линзой. Бесполезно, как со стеной...

датчик не регистрирует интерференцию, при изменении интерференционной картины стоячих волн на длине волны теплового излучения изменяется и фурье- образ (создаваемый линзой френеля) , что приводит к появлению зарядов (пироэлектрик), которые постепенно рассасываются или компенсируются. До следующего изменения. Таким образом, датчик регистрирует ИЗМЕНЕНИЕ интерференционной картины, вернее, ее фурье- образа, что, в общем, одно и то же, изменилась картина - изменился фурье- образ. При этом одна линза или несколько -это совершенно не принципиально. Есть датчики с одной линзой, есть с составной линзой, но если мы наберем систему линз с фокусом в одной плоскости, то геометрически это будет одна линза. Собственно сама линза Френеля - система линз, что не мешает ее рассматривать как одну линзу.
Да, и хамить не надо, хамство ваше меня не заводит. Я не теоретик, у меня степень к.ф.м.н по экспериментальной физике твердого тела. Это так, на всякий случай, а по- моему "теоретик" не является ругательством.

[prig]

..., но вот отклик пироэлектрического сенсора зависит не от мощности попадающего на приемник излучения, а от интеграла по градиенту температуры сенсора,

С точки зрения конечных формул, интеграл по градиенту мало кого волнует.
А формулы очень простые.
Отклик по напряжению для переменного, модулированного синусом излучения: U=K*A/f.
Отклик по току вообще не зависит от частоты (но работать с ним сложнее)

Другой вопрос, что формула применима только для рабочего диапазона, определяемого постоянными времени конкретного прибора.
Пример с махание паяльником как раз из серии выхода из диапазона или режима.
Почитать о пироэлектриках можно здесь.

...
изменяется и фурье- образ (создаваемый линзой френеля)
...

Вот только не надо псевдо-теоретической ерунды.

Линза Френеля используется для модуляции излучения движущимся объектом при пересечении многолучевой диаграммы чувствительности, формируемой такой линзой. Но к сабжу это не имеет никакого отношения. Так же, как и ссылки на теорию оптических систем.

[rx3apf]

Два сенсора ставят для увеличения надежности, и сигнал считается лишь когда оба сенсора дали импульс.

Ага-щаз-блин ! А с четырьмя - это для еще большей надежности, конечно. Правда, остается вопрос, как быть с датчиками, имеющими два сенсора, один из которых закрыт ИК-непрозрачным фильтром...

2all: Чтобы не тратить время, просто приведу ссылочку на тему двухлетней давности с "хобота", чтобы был понятен уровень компетентности - http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:11240

[Onkel]

Вот только не надо псевдо-теоретической ерунды.

Линза Френеля используется для модуляции излучения движущимся объектом при пересечении многолучевой диаграммы чувствительности, формируемой такой линзой. Но к сабжу это не имеет никакого отношения. Так же, как и ссылки на теорию оптических систем.

У линзы Френеля нет многолучевой диаграммы, линза Френеля - это просто линза. Вас наверное смутили картинки от инструкции к датчику движения с секторами? Это чисто символическая картинка, для чайников, в реальности ни секторов, ни "многолучевой" (по крайней мере специально сделанной) диаграммы чувствительности нет. Коридорные линзы вообще позволяют регистрировать движение на расстоянии 30 метров, что в общем для типичных линз бесконечность. И если вы чего- либо не понимаете, не стоит горячиться и называть это ерундой.

[rx3apf]

Линза Френеля используется для модуляции излучения движущимся объектом при пересечении многолучевой диаграммы чувствительности, формируемой такой линзой.

Ключевой момент там именно "многолучевая диаграмма". А уж что там ее формирует, френелевские многозоновые линзы или многозоновый же "golfball" из "обычных" - дело десятое.

[Onkel]

Ага-щаз-блин ! А с четырьмя - это для еще большей надежности, конечно. Правда, остается вопрос, как быть с датчиками, имеющими два сенсора, один из которых закрыт ИК-непрозрачным фильтром...

2all: Чтобы не тратить время, просто приведу ссылочку на тему двухлетней давности с "хобота", чтобы был понятен уровень компетентности - http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=48:11240

Да, именно для большей надежности. Про четыре - не встречал, а с двумя очень часто встречается.
Но еще чаще встречается с одним. Ну а про "многолучевые" - ниже написал, вам же конкретно совет- учебничек оптики освежите в памяти, и заодно поищите в учебнике оптики термин "многолучевой". Если у нас много одинаковых (хоть и повернутых под разными углами) линз, но фокус их всех расположен в плоскости сенсора, то это эквивалентно одной линзе, а уж согласный вы назвать эту систему линз линзой Френеля (что правильно) или мячиком для гольфа- неважно. Это одна линейная оптическая система, с одной фокусной плоскостью.

Вот только не надо псевдо-теоретической ерунды.

Линза Френеля используется для модуляции излучения движущимся объектом при пересечении многолучевой диаграммы чувствительности, формируемой такой линзой.

Это как - вот например человек в 5 метрах от датчика сместился на полметра, и что, изображение человека куда делось? Вышло за пределы сенсора? А когда человек еще на полметра сместился - изображение человека вновь на сенсоре? Вы не обращали внимания, что когда линзу вращаем по оси, перпендикулярной оптической оси, у нас изображение не смещается,не так ли? Как это с помощью простых линз вы сделали многолучевую диаграмму? Так что не надо ерунды про "многолучевые". Из пластика, из которого делают линзы, хоть ты тресни ничего "многолучевого" не сделать- он оптически изотропен.

[Alexashka]

Правда, остается вопрос, как быть с датчиками, имеющими два сенсора, один из которых закрыт ИК-непрозрачным фильтром...

Да второй по большому счету не обязателен для регистрации именно движения. Он нужен чисто для компенсации термоэлектричества от внешней среды, чтобы от сквозняка не срабатывали, кстати поэтому на картинках сенсорные элементы показаны включенными встречно.

Интерференция на длине волны теплового излучения, 10 мкм. Если система находится в состоянии термодинамического равновесия, то все волны - стоячие, без переноса энергии.

кмк это было бы справедливо для когерентного (лазерного) излучения, у нас же тепловое с широким спектром. Но даже если было бы так, то тогда бы расстояние между интерференционными максимумами были бы сравнимы с длиной волны, т.е десятки микрон, а размеры сенсора -миллиметр/доли миллиметра.

Пир элементов может быть и один, и все равно появляется полезный сигнал. Изображение (в нашем случае не изображение в оптическом смысле, а фурье- образ изображения) двигается, распределение температур на поверхности сенсора меняется, появляются локальные разности потенциалов, которые суммарно и регистрируются как импульс

Опять же как может сенсор размером во много раз больше разрешения картинки давать четкий сигнал? Это тоже самое что в фотоаппарате поставить матрицу в 1 пиксель, и что она покажет -одно усредненное значение, которое и меняться не будет даже если в кадре ктото будет махать рукой
Вы говорите что линза создает фурье-образ, т.е спектрально раскладывает спектр излучения. Тогда это не линза, а призма выходит? Однако если рассмотреть такую линзу, типа фасеточного глаза насекомого, то видно что это множество маленьких линз френеля покрывающие всю поверхность пластика.

[prig]

Да, именно для большей надежности. Про четыре - не встречал, а с двумя очень часто встречается.
Но еще чаще встречается с одним. Ну а про "многолучевые" - ниже написал, вам же конкретно совет- учебничек оптики освежите в памяти, и заодно поищите в учебнике оптики термин "многолучевой". Если у нас много одинаковых (хоть и повернутых под разными углами) линз, но фокус их всех расположен в плоскости сенсора, то это эквивалентно одной линзе, а уж согласный вы назвать эту систему линз линзой Френеля (что правильно) или мячиком для гольфа- неважно. Это одна линейная оптическая система, с одной фокусной плоскостью.


Это как - вот например человек в 5 метрах от датчика сместился на полметра, и что, изображение человека куда делось? Вышло за пределы сенсора? А когда человек еще на полметра сместился - изображение человека вновь на сенсоре? Вы не обращали внимания, что когда линзу вращаем по оси, перпендикулярной оптической оси, у нас изображение не смещается,не так ли? Как это с помощью простых линз вы сделали многолучевую диаграмму? Так что не надо ерунды про "многолучевые". Из пластика, из которого делают линзы, хоть ты тресни ничего "многолучевого" не сделать- он оптически изотропен.

Ага, с собственно темы применения PIR для измерения температуры Вы соскочили по причине элементарного незнания предмета.

Но, судя по всему, знакомство с оптикой у Вас тоже ограничивается "учебничками" или Википедией.

- Во первых, кто говорил о классической линзе Френеля?
Термин "линза Френеля" уже давно применяется к гораздо более широкому классу оптических систем. И упоминается вместе с PIR именно в таком контексте применительно к датчикам движения.
Вы хотя бы из интереса взглянули на любую сложносоставную оптическую систему для датчиков движения. И где там "одна оптическая плоскость"?

- Во вторых, "многолучевая диаграмма чувствительности" и многолучевой оптический прибор - это "две большие разницы".
Наличие "многолучевой диаграммы чувствительности" PIR является достаточным для обеспечения модуляции принимаемого излучения при движении объекта через зоны чувствительности. Естественно, объект должен излучать сам или перекрывать какой-то поток внешнего излучения.
Как именно достигается такая диаграмма чувствительности - дело десятое.
Есть некоторые моменты, связанные с "размером изображения" на чувствительном элементе, но они не слишком принципиальны и учитываются при расчёте конкретной оптической системы.

- Ну и в третьих, повторюсь, никакая линза, включая приплетённую Вами линзу Френеля, не имеет никакого отношения к модуляции излучения при измерении температуры с помощью PIR. Оптическая система только формирует неподвижное изображение измеряемой области на чувствительном элементе.

[rx3apf]

Да второй по большому счету не обязателен для регистрации именно движения. Он нужен чисто для компенсации термоэлектричества от внешней среды, чтобы от сквозняка не срабатывали,

Верно. В сенсорах, предназначенных для детектирования открытого пламени, один из датчиков вообще прикрыт от внешнего воздействия (ну, и пик чувствительности чуть смещен. Но польза от двух сенсоров все ж больше:

кстати поэтому на картинках сенсорные элементы показаны включенными встречно.

Точно так. Что дает больший отклик при перемещении пятна изображения по поверхности. А при одинаковом потоке на обоих половинках - сигнала не будет вообще.

Однако если рассмотреть такую линзу, типа фасеточного глаза насекомого, то видно что это множество маленьких линз френеля покрывающие всю поверхность пластика.

Ему про это уже пытались рассказать - как со стеной... Да, там не обязательно именно френелевские линзы, в самых дешевых вообще просто куча "классических" линз ("golfball").

[Onkel]

///

- Во вторых, "многолучевая диаграмма чувствительности" и многолучевой оптический прибор - это "две большие разницы".
Наличие "многолучевой диаграммы чувствительности" PIR является достаточным для обеспечения модуляции принимаемого излучения при движении объекта через зоны чувствительности. Естественно, объект должен излучать сам или перекрывать какой-то поток внешнего излучения.
Как именно достигается такая диаграмма чувствительности - дело десятое.

Нет, не десятое. Не могли бы вы пояснить, что вы понимаете под "многолучевой диаграммой чувствительности" PIr и что это за зоны чувствительности? Это свойство сенсора?
Вроде сколько энергии на pir кристалл попало, столько и поглотилось , в пределах так скажем некоторого угла. И какие такие зоны чувствительности могут быть на поверхности кристалла - это же сплошной кристалл, без структуры?

Опять же как может сенсор размером во много раз больше разрешения картинки давать четкий сигнал? Это тоже самое что в фотоаппарате поставить матрицу в 1 пиксель, и что она покажет -одно усредненное значение, которое и меняться не будет даже если в кадре ктото будет махать рукой
Вы говорите что линза создает фурье-образ, т.е спектрально раскладывает спектр излучения. Тогда это не линза, а призма выходит? Однако если рассмотреть такую линзу, типа фасеточного глаза насекомого, то видно что это множество маленьких линз френеля покрывающие всю поверхность пластика.

Фурье- образ изображения не много меньше, а порядка величины сенсора. Принцип Гюйгенса вспомните, и станет понятно, как стоячие волны формируют изображение в плоскости изображения и Фурье- образ в фокальной плоскости.
Нет, я совершенно не говорю что раскладывает спектр излучения по длине волны, как призма, это свойство линзы- в фокальной плоскости линзы мы имеем фурье- образ изображения.

Ага, с собственно темы применения PIR для измерения температуры Вы соскочили по причине элементарного незнания предмета.

Но, судя по всему, знакомство с оптикой у Вас тоже ограничивается "учебничками" или Википедией.

Хамить не надо, меня хамство ваше не заводит, да и мне наплевать на хамство какого -то интернет - анонима.
Принципиально же дело вот в чем - если я правильно Вас понял, то Вы и еще один товарищ, ругающий меня в третьем лице, утверждаете, что в датчике движения угловая зависимость чувствительности имеет гребенчатую структуру, т.е. если человек перемещается перед датчиком по окружности, то на сенсоре датчика энергия теплового излучения от человека изменяется от какого -то минимума до максимума при движении человека (как Вы пишете " для обеспечения модуляции принимаемого излучения при движении объекта через зоны чувствительности), скажем так, градусов на 15? Вот против чего я возражаю, не бывает таких оптических систем, по крайней мере простых из полиэтилена. А чувствительность сенсора к углу падающего излучения колоколообразная кривая, без всяких гребенок. ОТкуда берется гре6енка с "зонами чувствительности " (и, значит, есть и "зоны нечувствительности")?

[prig]

Не могли бы вы пояснить, что вы понимаете под "многолучевой диаграммой чувствительности" PIr и что это за зоны чувствительности? Это свойство сенсора?
Вроде сколько энергии на pir кристалл попало, столько и поглотилось , в пределах так скажем некоторого угла. И какие такие зоны чувствительности могут быть на поверхности кристалла - это же сплошной кристалл, без структуры?

Это свойство устройства, состоящего из сенсора и оптической системы. Зависит как от сенсора, так и от оптической системы.

А подразумевалась "пространственная диаграмма чувствительности" (как вариант - "диаграмма направленности датчика" и т.п.),
имеющая множественные, сильно выраженные "лепестки" с существенным спадом чувствительности в направлениях между лепестками.
При наличии диаграммы такого типа, "в пределах так скажем некоторого угла", количество попавшей на сенсор энергии зависит от углового положения излучающего объекта.
Т.е. при непрерывном угловом движении излучающего объекта будет осуществляться модуляция принимаемого излучения.

Когда говорят о "многолучевой диаграмме чувствительности", слово "пространственная" часто опускают. И так понятно, о чём речь.
Терминология устоявшаяся для целого ряда областей. Особливо "антенщики" эти диаграммы любят.
Очень странно, что эта терминология вызывает у Вас столько вопросов.

П.С.
А вообще, ваш оффтоп или троллинг уже сильно надоел. По сабжу есть что сказать?

...
Хамить не надо, меня хамство ваше не заводит, да и мне наплевать на хамство какого -то интернет - анонима.
...

Это просто констатация факта незнания Вами темы PIR.
О чём ещё может говорить рассуждение об интегрировании по градиенту, когда достаточно было вспомнить простейшую зависимость отклика PIR по напряжению или току?

Та же история с линзой Френеля. Ещё раз повторю, к обсуждаемой теме она не имеет никакого отношения.
Ваши познания об оптических системах датчиков движения и характеристиках этих датчиков тоже не блещут, и тоже не в тему.

... ОТкуда берется гре6енка с "зонами чувствительности " (и, значит, есть и "зоны нечувствительности")?

Гугль в помощь. "Гребёнка" найдётся.

[rx3apf]

Вот против чего я возражаю, не бывает таких оптических систем, по крайней мере простых из полиэтилена. А чувствительность сенсора к углу падающего излучения колоколообразная кривая, без всяких гребенок. ОТкуда берется гре6енка с "зонами чувствительности " (и, значит, есть и "зоны нечувствительности")?

А, собственно, глубоко плевать, против чего Вы возражаете. Вам и ссылки на производителя давали - не, все едино. Вы, кстати, до сих пор не различаете домены .ch и .cn ?

[Onkel]

А подразумевалась "пространственная диаграмма чувствительности" (как вариант - "диаграмма направленности датчика" и т.п.),
имеющая множественные, сильно выраженные "лепестки" с существенным спадом чувствительности в направлениях между лепестками.

ну и как можно из пластиковых линз сформировать такую диаграмму с "лепестками" для света в районе 10 мкм? Да никак.

А, собственно, глубоко плевать, против чего Вы возражаете. Вам и ссылки на производителя давали - не, все едино. Вы, кстати, до сих пор не различаете домены .ch и .cn ?

Вам не кажется, что здесь не политическое ток- шоу на федеральном канале? Зачем хамить?
Ссылки на рекламные проспекты производителя не перечеркивают законы физики. Я предпочитаю физику.
К Вам , кстати, тот же вопрос - как вы из пластиковых линз сформируете "пространственную диаграмму чувствительности" с десятком лепестков для длины волны 10 мкм? Да никак не сформируете, потому что это невозможно.

[rx3apf]

Никогда не видели шар для дискотек с линзами в стенках ? Или даже его упрощенный вариант - полусфера из полистирола, дающая блики-"зайчики" ? Про "физику" - лучше не позорьтесь...

[Plain]

как можно из пластиковых линз сформировать такую диаграмму с "лепестками" для света в районе 10 мкм?

Там специальный пластик, прозрачный для данных длин волн, на ощупь мягкий, как полиэтилен. Обычные или Френеля линзы из него отливают в многоосевой линзовый многогранник обыкновенными прессформами, но вообще непонятно звучит, как отрицание Вами существования ныне миллиардов таких датчиков, может Вы что-то другое имеете ввиду.

[Onkel]

Никогда не видели шар для дискотек с линзами в стенках ? Или даже его упрощенный вариант - полусфера из полистирола, дающая блики-"зайчики" ? Про "физику" - лучше не позорьтесь...

Это на отражение. Возьмите линзу, и крутите ее вокруг любой оси, перпендикулярной оптческой оси, и наблюдайте за изображением. Отражение будет поворачиваться вслед за линзой (угол падения равен углу отражения), а изображение будет оставаться на месте. Никакой гребенки. Так что ваш пример не годится. Ну так приведете пример "пространственная диаграмма чувствительности" (как вариант - "диаграмма направленности датчика" и т.п.),имеющая множественные, сильно выраженные "лепестки" с существенным спадом чувствительности в направлениях между лепесткам" на десяток "лепестков" на 180°?


Я не собираюсь обсуждать с Вами мой уровень знания физики, это не тема обсуждения с Вами, у меня есть две бумажки - диплом МФТИ (факультет физической и квантовой электроники) и диплом ВАК кандидата ф.м.н. по специальности "физика полупроводников и диэлектриков", и более тридцати публикаций в реферируемых научных журналах уровня ЖЭТФ и ФТТ, так перестаньте пожалуйста заниматься подколами. Спасибо.

Там специальный пластик, прозрачный для данных длин волн, на ощупь мягкий, как полиэтилен. Обычные или Френеля линзы из него отливают в многоосевой линзовый многогранник обыкновенными прессформами, но вообще непонятно звучит, как отрицание Вами существования ныне миллиардов таких датчиков, может Вы что-то другое имеете ввиду.

Ну да, полиэтилен это и есть, он чуть не до 30 мкм пропускает, я из него окна для криостатов делал. И я совершенно не отрицаю существование датчиков движения, сам в бытность инженером по спец. технике их поставил не одну сотню, но предлагаемый парой товарищей их принцип с лепестковой диаграммой линзы Френеля (или системы линз) неверен. Я сам готов аргументированно защитить изложенный мною принцип работы датчиков движения на пироэлектрическом эффекте, но сначала я хотел бы покончить с "многолепестковыми....".

[rx3apf]

Это на отражение.

Да прямо уж ? https://ae01.alicdn.com/kf/HTB1mSYhOFXXXXc5...l.jpg_50x50.jpg

так перестаньте пожалуйста заниматься подколами. Спасибо.

Как только Вы прекратите издеваться над элементарной физикой. Пожалуйста. Это уже даже не смешно.

[Onkel]

Да прямо уж ?

Cпасибо, очень информативно. Только ничего не видно. Поскольку у вас не получилось, я повторю:

как вы из пластиковых линз сформируете "пространственную диаграмму чувствительности" с десятком лепестков для длины волны 10 мкм? Какой сенсор вы знаете, какая геометрия вы знаете. Ну так как?

[rx3apf]

А, ну да, я забыл, Вы даже "h" от "n" не отличаете. Ладно, вот крупнее - https://www.aliexpress.com/item-img/New-Pop...2698960870.html

Теперь-то видно ? Но все равно непонятно ?

[ALEN&Co]

.... у меня есть две бумажки - диплом МФТИ (факультет физической и квантовой электроники) и диплом ВАК кандидата ф.м.н. по специальности "физика полупроводников и диэлектриков", и более тридцати публикаций в реферируемых научных журналах уровня ЖЭТФ и ФТТ...

Две чего? Как Вы верно подметили..

[Onkel]

Две чего? Как Вы верно подметили..

А у вас образование лучше чем МФТИ и вы доктор физ.-мат наук, а печатных работ в журналах уровня ЖЭТФ у вас много больше, что этак свысока?

А, ну да, я забыл, Вы даже "h" от "n" не отличаете. Ладно, вот крупнее -

Теперь-то видно ? Но все равно непонятно ?

Ну с такой оптикой вы ничего не соберете, посчитайте с какого сферического угла излучение вы получите на сенсор, и к тому же когда у вас размер сенсора сравним с размером фрагмента, у вас все размажется. Если мы вместо светодиода поместим реальный pir сенсор, он не только никакого (практически) излучения не получит (в сенсорах линза - собирающая, с фокусом на поверхности сенсора, сравните чувствительность сенсора с линзой и без линзы), но и полученное будет практически независимо от угла. Этак можно просто 2d решетку поставить - но с такой штукой будет не лучше, чем просто без оптики.

[rx3apf]

Учите оптику хоть на уровне "википедии" и не позорьтесь. Ну, или "Flir" возьмите и поглядите в него на вторичную оптику PIR-сенсора...

[BackEnd]

Следует признать, что на фоне могучего интеллекта кандидатов ф.м.н из МФТИ, на фоне этих глыб прогрессивного человечества, имеющих более 30 (тридцати, Карл!) публикаций в ЖЭТФ и ФТТ, эти ваши Френели, Гауссы, Ньютоны всякие, Гюйгенсы, Гамильтоны и даже, не побоюсь этого слова, Эйлеры смотрятся жалко, как школьники какие. МФТИ они не заканчивали, в ЖЭТФ не печатались. И количество публикаций у них меньше, чем у среднестатистического доцента советско-россиянского розлива. Короче, галактике стыдно за них!

[Alexashka]

2 Onkel: попробуйте простой эксперимент -возьмите небольшую собирающую линзу и сфокусируйте ее на ровной поверхности, например на листе бумаге - увидите уменьшенное изображение Вашего потолочного светильника, а теперь двигайте линзу по воображаемой поверхности купола аналогичного линзе френеля из PIR сенсора и увидите как изображение на листе смещается вслед за линзой. Всё согласно геометрической оптике.

[Onkel]

Следует признать, что на фоне могучего интеллекта кандидатов ф.м.н из МФТИ, на фоне этих глыб прогрессивного человечества, имеющих более 30 (тридцати, Карл!) публикаций в ЖЭТФ и ФТТ, эти ваши Френели, Гауссы, Ньютоны всякие, Гюйгенсы, Гамильтоны и даже, не побоюсь этого слова, Эйлеры смотрятся жалко, как школьники какие. МФТИ они не заканчивали, в ЖЭТФ не печатались. И количество публикаций у них меньше, чем у среднестатистического доцента советско-россиянского розлива. Короче, галактике стыдно за них!

это вы себя как бы с Френелем и Гауссом и другими учеными равняете? Я вроде вас уже просил не вести себя как на политическом ток-шоу на фед. канале? Не нравится высказывание- критикуйте высказывание, а не автора. Этим и отличается обычно форум на технические темы от тв ток-шоу.

Учите оптику хоть на уровне "википедии" и не позорьтесь. Ну, или "Flir" возьмите и поглядите в него на вторичную оптику PIR-сенсора...

Чем бы на линзу Френеля ни глядели, кроме линзы Френеля там ничего мы не увидим. Вон Honeywell pir датчики движения так и называет - Fresnel (в самом низу скрин шот). Другие так датчики не называют, но линзу Френеля называют линзой Френеля.
Про "не позорьтесь" - не хамите. Повторю специально для Вас еще раз:
Я вроде вас уже просил не вести себя как на политическом ток-шоу на фед. канале? Не нравится высказывание- критикуйте высказывание, а не автора. Этим и отличается обычно форум на технические темы от тв ток-шоу.

2 Onkel: попробуйте простой эксперимент -возьмите небольшую собирающую линзу и сфокусируйте ее на ровной поверхности, например на листе бумаге - увидите уменьшенное изображение Вашего потолочного светильника, а теперь двигайте линзу по воображаемой поверхности купола аналогичного линзе френеля из PIR сенсора и увидите как изображение на листе смещается вслед за линзой. Всё согласно геометрической оптике.

линза Френеля - немного не так, возьмем линзу, разрубим ее на кольца и (или) сектора, повырезаем у толстых секторов (колец) середину - вот и будет линза Френеля, при этом вырезание середины у элементов не меняет фокусного расстояния.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rx3apf]

Чем бы на линзу Френеля ни глядели, кроме линзы Френеля там ничего мы не увидим. Вон Honeywell pir датчики движения так и называет - Fresnel (в самом низу скрин шот). Другие так датчики не называют, но линзу Френеля называют линзой Френеля.

Маленькая тонкость - Вы эти линзы видели только на картинках. Иначе бы не писали столь великолепной чуши...

[prig]

... у меня есть две бумажки - диплом МФТИ (факультет физической и квантовой электроники) и диплом ВАК кандидата ф.м.н. по специальности "физика полупроводников и диэлектриков", и более тридцати публикаций в реферируемых научных журналах уровня ЖЭТФ и ФТТ,...
...
...линза Френеля - немного не так, возьмем линзу, разрубим ее на кольца и (или) сектора, повырезаем у толстых секторов (колец) середину - вот и будет линза Френеля, при этом вырезание середины у элементов не меняет фокусного расстояния.

Эти, как Вы назвали "бумажки", ничего не говорят о реальном знании и понимании оптики. Мало ли, у кого какие курсы были когда-то.
Хотя, для выпускника МФТИ всё это несколько странновато.
Таки, речь об элементарном понимании геометрической оптики на уровне средней школы.

По поводу термина "линза Френеля" я Вам уже пояснял некоторые моменты его использования, "и вот опять".

Ну ладно, если Вы не читаете других, посмотрите на то, что пишете сами.
Угадайте с трёх раз, в чём принципиальное отличие вашего описания линзы Френеля (что-то близкое к классическому) от картинки, приложенной Вами в качестве иллюстрации?

[BackEnd]

Не нравится высказывание- критикуйте высказывание, а не автора. Этим и отличается обычно форум на технические темы от тв ток-шоу.

Не Ваш ли это выпад в сторону личности какого-то автора на самой первой странице этой темы?

неленивый (но не знавший физику) народ уже проходил это

Сначала Ваши категоричные и наукообразные суждения игнорировались, но Ваше упорство и надувание щёк привели к стёбу.

[ALEN&Co]

А у вас образование лучше чем МФТИ и вы доктор физ.-мат наук, а печатных работ в журналах уровня ЖЭТФ у вас много больше, что этак свысока?

Нет, вуз гораздо провинциальнее, и я даже не кандидат, хотя звали и зовут защищаться. В т.ч. предлагают с упомянутого МФТИ, есть знакомый по работе немаленького ранга. Только это всё "собачьи регалии". Зачем?
Вот публикации есть, не считая многочисленных сборников конференций/семинаров есть статья в Датчиках и системах, Справочнике инженера (емнип) и ещё каких-то.

А кандидатов всяких наук (только некоторых) я очень любил троллить, будучи студентом.
Правда, доктора у нас все были "нормальные", их уважали.

Но я принцип многолучевой диаграммы pir понял много лет назад через 5 минут после разборки датчика.

А Вам разжевывают уже нн-надцать сообщений, а Вы упёрлись всего лишь в один из аспектов и дальше очков не просто не видите, а НЕ СМОТРИТЕ!

Извините за флуд.