人體設計簡易裝置

1. 求一個感測器設計報告，比如簡易電阻，電容和電感測試儀此類的

感測器課程設計報告論文雜集 2009-03-15 12:42:55 閱讀2482 評論24 字型大小：大中小 訂閱

一、綜述

隨著時代的不斷進步，人們對自己所處環境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時刻留意那些不速之客。現在現在很多小區都安裝了智能報警系統，因而大大提高了小區的安全程度，有效保證了居民的人身財產安全。由於紅外線是不見光很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用。此外，在電子防盜、人體探測等領域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術性能穩定等特點而受到廣大用戶和專業人士的歡迎。

1、基於紅外技術報警器的種類

目前國內使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發射／接收以及微波等技術為基礎。與被動式紅外入侵報警器比較，主動式具有靈敏度高，探測距離遠，對氣候與氣象變化有良好的適應能力等優點，比較適合室外或某些特殊警戒使用。但其不足之處是視場角小，警戒區狹窄，安裝比較復雜，價格稍貴。主動式紅外入侵報警器也由探測器和監控器兩部分組成。將一台紅外發射機和接收機組合在一起就可以構成一種簡單的非可見光束入侵物探測器或報警系統DJ。上述的主動和被動入侵報警器是利用一種感測或探測方式，即單探測技術進行報警的。雖然其結構簡單，價格低廉，但由於易受各種因素的影響，如環境溫度、震動、光強變化、電磁干擾、小動物活動等的影響，在某些情況下的誤報，漏報率會相當高，所以只有採用多種探測技術，才能較好的解決誤報率高這一難題。多技術復合入侵報警器是將兩種或兩種以上的探測技術結合在一起，以「相與」的關系來觸發報警裝置，即只有當兩種或兩種以上探測器

同時或相繼在短暫時間內都探測到入侵日標時，才發出報警信號。在雙探測技術的報警器中，以熱釋電紅外一微波雙探測技術組合的誤報率最低。

而這里所設計的被動式紅外報警器則採用了美國的感測元件——熱釋電紅外感測器。這種熱釋電紅外感測器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，並將其轉變為電壓信號，同時，它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外感測器既可用於防盜報警裝置，也可以用於自動控制、接近開關、遙測等領域。用它製作的防盜報警器與目前市場上銷售的許多防盜報警器材相比，具有如下特點：

●不需要用紅外線或電磁波等發射源。

●靈敏度高、控制范圍大。

●隱蔽性好，可流動安裝。

2、熱釋電紅外感測器簡介

熱釋電紅外線感測器是20世紀80年代發展起來的一種新型高靈敏度探測元件。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量變化，並將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路，如用於電源開關控制、防盜防火報警、自動監測等。熱釋電紅外感測器不僅適用於防盜報警場所，亦適於對人體傷害極為嚴重的高壓電及×射線、 射線自動報警等。

熱釋電紅外線感測器主要部分是由一種高熱電系數的材料製成尺寸為2×lmm的探測元件。在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，並將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由於自身溫度升高而產生的干擾。探測元件的作用是探測、接收紅外輻射並將其轉換成微弱的電壓信號。為了提高探測器的靈敏度及探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡或衍射光學型聚焦鏡等。菲涅爾透鏡是用透明塑料製成的一種具有特殊光學系數的透鏡。用它和放大電路相配合，可將信號放大70dB以上，可以測出10～20m內人的活動。同時利用透鏡的特殊原理，在探測器的前方產生一個交替變化的"盲區"和"高靈敏區"。 當有人從透鏡前走過時，人體發生的紅外線就不斷地在"盲區"和"高靈敏區"內切換，這樣就使接收到的信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入,增強了能量幅度，從而提高了探測靈敏度。人體輻射的紅外線中心波長為9～10μm，而探測元件的波長靈敏度在0.2～20μm范圍內，可在感測器頂端開一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片只能通過波長范圍為7～10μm的光，這樣便可以製成專門探測人體輻射的紅外線感測器 。

3、熱釋電紅外感測器的原理

釋電紅外感測器和熱電偶都是基於熱電效應原理的熱電型紅外感測器。不同的是熱釋電紅外感測器的熱電系數遠遠高於熱電偶，其內部的熱電元由高熱電系數的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產生的干擾，該感測器在工藝上將兩個特徵一致的熱電元反向串聯或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化，並將其轉換為電信號輸出。熱釋電紅外感測器在結構上引入場效應管的目的在於完成阻抗變換。由於熱電元輸出的是電荷信號，並不能直接使用，因而需要用電阻將其轉換為電壓形式，該電阻阻抗高達104MΩ，故引入的N溝道結型場效應管應接成共漏形式，即源極跟隨器，來完成阻抗變換。熱釋電紅外感測器由感測探測元、干涉濾光片和場效應管匹配器三部分組成。設計時應將高熱電材料製成一定厚度的薄片，並在它的兩面鍍上金屬電極，然後加電對其進行極化，這樣便製成了熱釋電探測元。由於加電極化的電壓是有極性的，因此極化後的探測元也是有正、負極性的。

二、設計內容

設計課題：基於熱釋電紅外感測器的自動報警器

目前，紅外技術作為一種新的技術，它已越來越得到社會各界的重視和廣泛應用，已經成為先進科學技術的重要組成部分，它在各領域都得到廣泛應用。由於它不是可見光，因此用來製作防盜報警系統，具有良好的隱蔽性，白天和夜裡都能用，而且抗干擾能力強，這種報警裝置可廣泛用於博物館、單位要害部門和家庭的防護。本課題的目的是通過對現有的光電防盜報警裝置優缺點的研究，進行改進和優化，研製出一種新型的光電防盜報警系統，比傳統的光電防盜報警系統的誤報率低，抗干擾能力強

在綜合各類感測器的優劣特點和查閱一些相關的國內外文獻後，確定了基於熱釋電紅外感測器的防盜自動報警系統的可行性，設計了由熱釋電和光敏感測器構成的新的自動報警電路，適用於家庭、倉庫、商場的夜晚自動值守防盜保護。

熱釋電紅外感測器感應到入侵者的紅外熱輻射(人體體溫)，將其轉換成超低頻信號，經電路放大，輸出。同時由於微波探測器接收到的回波信號的頻率(或相位)發生變化，經過電路處理後轉變為電信號，輸出。兩組信號同時到達與「〕，經判斷，再將報警信號通過天線發射出，可以用接收電路或收音機接收報警信號。最後本文對熱釋電紅外探測器件性能、微波多普勒探測系統性能進行了檢測，分析了微波多普勒探測系統干擾的來源及進入機器的途徑，並對其脈沖干擾、電源干擾等提出了抑制辦法。

三、本課程設計要達到的技術指標

紅外感測頭為雙敏感元感測器P228，其晶元材料為擔酸鏗，上有雙探測元，具有響應度高(6500V/W)> 雜訊低，抗電磁干擾性能好，窗口譜響應(包括探測元和濾光片)為7-15μΜ。熱釋電紅外探測器對入侵者輻射出的紅外能量和移動速度兩個參數都能探測到，它對橫向切割(垂直方向)探測區方向的人體運動最敏感。因此安裝熱釋電紅外探測器時，應盡量使入侵者的活動有利於橫向穿越其視場，以提高其探測靈敏度。微波多普勒探測器，則對軸向移動(或徑向移動)的活動體最為敏感最大，因此，在一個有限的空間兩者的探測靈敏度需兼顧。探測最靈敏。安裝熱釋電紅外探測器和微波探測器時，具體布置和安裝時，應使探測器正前方的軸向方向與來犯者最有可能會穿越的主要方向約成45°角為宜，便使熱釋電紅外和微波兩種探測器皆處於較靈敏的狀態。

電路主要由熱釋電紅外感測器探測電路、光控電路、報警驅動電路等組成。在溫度為-20— +60度之間，電壓為3—15V時，熱釋電能有效探測進入探測區域的紅外發射體。

四、實驗原理

1、熱釋電效應

熱釋電紅外探測器最重要的部件是熱釋電紅外感測器。這種感測器的原理基

於熱釋電效應。某些強介電物質的表面接收了紅外線的輻射能量，其表面產生溫

度變化，隨著溫度的上升或下降，在這些物質表面就會產生電荷的變化，這種現

象稱為熱釋電效應，是熱電效應的一種。這種現象在欽酸鋇之類的強介電質材料

上表現得特別顯著。若在欽酸鋇一類的晶體的上下表面鍍膜形成電極，在上表面

加以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升乙T，其晶體內部的原子

排列將產生變化，引起自發極化電荷dP，設該元件的電容量為C，則該元件的電壓為乙只℃。需要指出的是，熱釋電效應產生的表面電荷不是永存的，只要它出現，很快便被空氣中的各離子所結合。因此，用熱釋電效應製成的紅外線感測器往往需要在元件的前面加機械式的周期遮光裝置，以使此表面電荷周期出現才能實現測量;或者只有當測移動物體時才可不用周期遮光裝置。因此紅外線探測器在探測靜止物體(包括人體)時需要加周期遮光裝置;只有檢測運動的人體時才無周期遮光裝置。

2、實驗原理圖

該自動防盜報警系統包括熱釋電紅外探測電路、光控電路、報警驅動電路和發射、接收電路。自動報警器在白天處於封鎖狀態；夜晚自動進入工作狀態，只要有人進入熱釋電紅外感測器探測的區域，揚聲器就發出報警聲。

其組成功能框圖如下圖所示。

報警

驅動

電路

光控

電路

熱釋電紅外探測器探測電路

報警

電路

該自動報警電路主要由熱釋電紅外感測器探測電路、光控電路（RG、RP2、R4）、報警驅動電路（四聲語音集成塊IC2等）等組成。白天，受光控感測器RG的控制，VT1處於導通狀態，封鎖了聲控電路；夜晚自動進入工作狀態。調節RP1可改變報警聲時間的長短。拆除RG及VT1、VT2，並在IC1的④腳與地間加接一隻47μF的電容進行開機復位，則自動報警系統就會進入全天候監控狀態。

五、實驗過程

1、選題

實驗小組最初的設計目的是想運用所學的感測器知識製作一個了「溫度報警器」，但是該電路比較簡單，根據老師的指導，我們准備進行改進和擴展，定為「數字溫度報警器」，就是對報警的溫度給予定性的表述。然而，在實驗的過程中發現缺少較多元器件。最後，我們查閱資料，依然選擇了報警器，只是這個課題是基於熱釋電紅外感測器的自動報警器。

2、設計電路

在復習了該類感測器的工作原理、工作特性等基礎知識後，我們又查閱了感測器應用電路製作知識以及相關的碩士學位論文，初步確定了實驗的電路構成，並經過分析最終設計出了「熱釋電紅外感測器自動報警器」電路。

3、實驗器材和實驗元器件的准備

設計好電路後最重要的一項工作就是要確定各個元器件的型號和規格。經過分析和計算，我們選定熱釋電紅外感測器的紅外感測頭為雙敏感元感測器P228，晶元為IC：NE5585，揚聲器為四聲片IC：9561；此外，在實驗室准備了其他的實驗器材和元器件。

4、在面板上搭接電路

在面板上搭接電路時應注意，搭接人員應先分析熟悉電路，如果不熟悉的人進行搭接會走很多彎路。我們搭接時基本上是先把電路分為四個版塊紅外探測部分、光控電路部分、驅動電路部分和報警電路部分，按照這四個部分的順序依次搭接。搭接好後再換一個同學進行檢測，主要是先檢查電路搭接是否准確無誤，然後就是用萬用表檢測各個原件是否導通完好。經過這么幾個步驟，實驗電路就基本上在面板上搭好了。

5、模擬調試

前面幾個步驟都順利完成後，我們就進行模擬調試。然而，此時才發現調試結果卻並沒有達到預期效果，報警器只是輕微鳴了一下。經過分析發現電路和元器件並沒有問題，而是在面板上的元器件因為振動等原因接觸不好，特別是部分電阻，有時壓根就沒有連接上。於是，我們採取把面板撐起，讓元器件引腳懸空的措施，經過調試達到了預期效果。

6、焊接電路板

焊接電路板看似簡單，實際操作起來才發現很困難。剛開始焊接時一點都不熟悉，手也發抖，導致各個引腳的焊錫過大，經常使部分電阻短路，更困難的是造成虛焊，因為很難檢查。經過焊接、檢查、焊接、再檢測，終於把電路板焊接好，再進行試驗，能完成任務，達到目的。

7、整理實驗器材

實驗結束，收拾整理實驗的器材，歸還器材管理人員。

8、驗收

最後，將做成的產品交給老師檢查、驗收。

六、討論

該自動報警器因具有檢測范圍寬、探測距離遠、可靠性高、隱蔽性好等優點，所以改裝後，基於紅外探測技術的自動報警器還可用於軍事等方面，如部隊的彈葯庫等，此外，軍用紅外技術的飛速發展和廣泛應用，表明紅外技術的地位己從以往的戰術地位向戰略地位發展，對未來戰爭將有重大的影響。在民用方面，光電防盜報警系統的應用就更廣泛了。美國用於飛機貨艙防火的熱監視系統就是基於這個道理，現在飛機貨艙配置的火災探測系統並不符合目前聯邦航空管理局的要求，其中有一條技術規定，即在火災發生後一分鍾內將其探測出來。聯邦航空管理局關於適航性的新規定要求改進由波音公司和麥克道耐爾道格拉斯公司生產的所有客貨飛機上的火災探測系統。人們研製了一種符合聯邦航空管理局新規定的熱監視/火災探測系統。它基於同菲涅爾掃描光學系統禍合起來的紅外探測技術，並且使用雙重的計其他方面:如銀行、庫房和家庭。隨著住宅智能化系統設計的不斷擴大和深入，安防系統工程的實施越來越普及。住宅用光電防盜報警系統可以利用電話的免提功能或號碼記憶功能，直接報警給監控中心，而監控中心一旦接到報警信號，可查出住戶姓名、地址、單元樓層，很快作出反應。

七、體會

課程設計是實培養學生綜合運用所學知識，發現、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環節，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。回顧起此次課程設計，我感慨頗多。我們在設計過程中，的確出現過一些問題，比如說課題的臨時更改，電阻不合適，電容缺少等，在解決這些問題時往往很費腦筋。這些事情說起來比較容易，但真是到了實驗時就不是那麼簡單了，有時電路焊得很密，想拆下來電阻都很難，更別說是在換上新電阻了。

總之，從選題到定稿，從理論到實踐，在整個過程里，可以說困難比想像的要難得多，但是確實也學到了很多的的東西。通過此次課程設計，我學到了關於感測器和電路設計方面的許多知識，學到了如何查閱科技論文，和很好的利用科技知識。當然，因為合作不夠協調的原因，此次課程設計也留下了很大的遺憾，沒能最終設計一個完整的產品出來，很是可惜。這也為今後的學習和工作得到了教訓和啟示！最後感謝老師的指導和組員的幫助！

八、參考文獻

《感測器應用電路300例》 孫余凱 吳鳴山 項綺明 編著

電子工業出版社

《感測器應用電路集萃》 卿太全 梁 淵 郭明瓊 編著

中國電力出版社

《單片機原理與應用》 楊恢先 黃輝先 等編著

國防科技大學出版社

張華.新型光電防盜報警系統的研製.

萬方資料庫.長春理工大學碩士學位論文.

曾宏博. 一種熱釋電紅外探測器專用控制晶元的設計.

2. 模擬人體呼吸的實驗裝置圖

（1）該圖演示呼吸運動過程，玻璃管①代表氣管、②模擬人體的胸廓、氣球③代表肺（或肺泡），橡皮膜④代表膈肌．
（2）圖Ⅱ示表示膈肌收縮，膈頂下降，胸廓擴大，這時肺會擴張，肺內氣壓小於外界大氣壓，外界氣體進入肺內，是吸氣過程．
（3）圖Ⅰ，圖Ⅱ可以初步模擬肺與外界的氣體交換，它是通過 呼吸運動實現的．
故答案為：（1）④；肺．
（2）吸；收縮；擴大；擴張；下降/減小．
（3）呼吸運動．

3. 人體簡易圖怎麼畫

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4. 將人體結構運用在設計中的例子有什麼

自行車上的力學、結構方面應用了很多科學知識，簡單舉例：
1、杠桿原理：車閘，你在車閘處輕輕一握，就可以產生一個很大的拉動剎車裝置的力量。
2、滑動磨擦（兩種情況的利用）：剎車、車輪，剎車是利用了滑動磨擦使車子停下來，而車輪則正好相反，他利用了滑動磨擦，使車子向前行進，車輪上的花紋就是為了增大他的磨擦系數的。
3、滾動磨擦：他的目的是為了省力。自行車用滾動磨擦的地方很多，比如在轉向裝置、車輪軸里安裝的軸承，就是利用了滾動磨擦。
4、力偶的原理：手在車把上產生的力正在是以前車叉為原點的一對力偶，力偶比一個單向力更容易控制，也更省力。
5、彈性碰撞的原理：說白了主要就是減震，充氣輪胎、車子上的彈簧，都是把鋼性碰撞改變成彈性碰撞，從而減少對人體的沖擊力，使人騎起來更舒適。
總之，自行車上應用了很多科學原理，我只是舉出了很少的一部分，其他的，還希望各位高手幫忙補充。

5. 人體內部圖像顯示裝置

題目說的東西應該是X光照機，可以查看人體內的病變。

主球從一個X射線管和X光源和控制電路等,和球X射線管陽極和陰極燈絲(陰極)目標(陽極)和真空玻璃管、X光源和可分為兩個部分,高壓電源和燈絲,燈絲加熱的燈絲,高壓電源高壓輸出片段兩端分別為陽極和陰極燈絲的目標,為提供高壓電場加速燈絲上的有源電子流到陽極靶上。

形成高速電子流，轟擊陽極靶表面後，99％轉化為熱量，1％由x射線軔致輻射產生。文章詳細介紹了x光機的發展歷史、工作原理和結構，以及大型x光機和攜帶型x光機，最後詳細介紹了其應用。

(5)人體設計簡易裝置擴展閱讀：

原理：

當時倫琴斷定這是一種人看不見的射線，但可以穿透物體。由於無法解釋它的原理，不知道它的性質，借用數學中表示未知的「X」來取代號，稱為「X」射線（或稱X射線或X射線的縮寫）。這就是x射線是如何被發現並被命名的。這個名字一直沿用到今天。後人為了紀念倫琴這個偉大的發現，也把它命名為倫琴射線。

x射線的發現在人類歷史上具有重大意義。它為自然科學和醫學開辟了一條新道路，1901年倫琴因此獲得了第一個諾貝爾物理學獎。

科學總是在不斷發展的，經過世界各地倫琴和科學家的反復實踐和研究，逐漸揭示了X射線的性質，證明了它是一種波長很短、能量很高的電磁波。它的波長比可見光短（約0．001～100nm，醫用x射線約0.001nm。它的光子能量是可見光的數萬到數十萬倍。因此，除了可見光的一般性質外，x射線也有其自身的特點。

參考資料：網路-X光機

6. 有什麼符合人體工程學的適合站立使用電腦的桌子或裝置推薦

我們有本科專業，也有專科。
從就業的角度出發，也可以考慮學一門實用的技術，其實計算機專業就是很好的，比如ui設計、4G移動開發、互聯網編程、大數據、雲計算、VR等等就業前景都挺好。
看自己的興趣和未來的發展方向， 然後選擇就行...
我們的很多學生都是學有所成，祝你一切順利

7. 有什麼符合人體工程學的適合站立使用電腦的桌子或裝置推薦

站立辦公方案，一般有這么幾種產品。1：升降桌。分手搖和電動。缺點是你需要換掉整張桌子。2：升降台。這是一種桌上升降桌，直接擺在桌子上使用，不需要安裝。3：升降支架。夾持安裝在電腦桌上，然後顯示器可以和鍵盤托一起升降，實現站立辦公。選擇哪種產品，看你的預算和辦公環境。品牌推薦樂歌，他們家各種升降產品都有，包括升降桌、升降台和升降支架。

8. 某同學自製了一個可以測人體重心位置的裝置， 初三物理~！

設L為該同學身高， 也就是木板長，
Lc為該同學平躺到木板上重心到固定點的距離
L*F = Lc*mg, 這里m是他的質量，F = 137.2 N 是滑輪拉力

Lc/L = F/mg = 137.2 / (40 *9.8) = 0.35

Lc = 0.56 m

你沒圖，無法判斷哪邊是頭，哪邊是腳，我猜測重心應該在距離腳
1.60-1.56 = 1.04m的位置，要是反過來，他的腿可太短了

9. 人體內也有類似機械的裝置嗎

有。主要是骨骼、肌肉組成的運動系統。

10. 急！！！：人體裝置藝術作品

http://www.z-sheng.com/2006/pro_detail.asp?id=5272
人體各大系統解剖模型 人體解剖模型(新版)