采用STM32F103芯片的紅外測(cè)溫儀設(shè)計(jì)

　　超聲波傳感器選型

　　在紅外測(cè)溫時(shí)，被測(cè)目標(biāo)尺寸應(yīng)超過傳感器視場(chǎng)的1/2，因此需傳感器與被測(cè)目標(biāo)距離適中。本文紅外測(cè)溫儀采用超聲波傳感器測(cè)量紅外傳感器與人體之間的距離，以降低距離對(duì)紅外傳感器的影響。

超聲波測(cè)距主要采用渡越時(shí)間法，其原理為：主控單元發(fā)射一定頻率的脈沖，激勵(lì)超聲波發(fā)射電路產(chǎn)生超聲波，當(dāng)超聲波傳播到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)產(chǎn)生反射波，反射波經(jīng)介質(zhì)傳播返回到超聲波接收電路，主控單元測(cè)出超聲波從發(fā)射到接收所用的時(shí)間，即可計(jì)算出超聲波傳感器與被測(cè)物體之間的距離：

其中，d為超聲波傳感器與被測(cè)物體之間的距離; S為超聲波從發(fā)射到接收所傳播的距離;v為超聲波在介質(zhì)中的傳播速率;t為超聲波從發(fā)射到接收所用的時(shí)間。本文紅外測(cè)溫儀中超聲波測(cè)距采用渡越時(shí)間法。

　　紅外測(cè)溫儀選用超聲波傳感器TCT40-T/R測(cè)量紅外傳感器與人體之間的距離，超聲波測(cè)距電路原理如圖3所示，包括發(fā)射電路和接收電路。發(fā)射電路主要由超聲波發(fā)射傳感器TCT40-T和反相器74HC04組成;接收電路主要由超聲波接收傳感器TCT40-R和CX20106A芯片組成。超聲波接收傳感器TCT40-R將所接收的反射的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)CX20106A芯片放大、整形后輸出下降沿脈沖給STM32F103控制器的外部中斷端口CSBR。

　　環(huán)境溫度傳感器選型

為了保證距離測(cè)量的精度，首先要保證超聲波傳播速度穩(wěn)定準(zhǔn)確。造成超聲波測(cè)距誤差的主要原因是溫度變化，因此，必須對(duì)超聲波速度進(jìn)行溫度補(bǔ)償。根據(jù)物理學(xué)原理，超聲波傳播速度與攝氏溫度的關(guān)系式為：