Posted By Liang Bird on 2 月 25, 2020 in Maker電子學, 教學文 | 1 comment

上篇文章【Maker電子學】非接觸式溫度感測器的原理與應用（上）我們聊了黑體輻射以及它如何提供足夠的資訊供我們做溫度測量，這次我們來看看實際上有哪些電子零件可以助我們一臂之力完成這件工作。

焦電式紅外線感應器

生活中最常見的遠紅外線感測元件大概就是焦電式紅外線感應器了，常見的人體感應開關（你走過去燈會自己亮的開關）利用的就是焦點式紅外線感應器。

焦電式紅外線感應器（圖片來源：Bird 提供）

焦電效應的英文為 pyroelectric effect，因此這種焦電式紅外線感應器被稱為 pyroelectric IR sensor 或是 PIR sensor（有些人將之稱爲 passive IR sensor，應是誤傳）。焦電材料是一群很特殊的材料，當遠紅外線照射在它上面時，會導致微小的溫度變化，而這微小的溫度變化會在材料上產生電荷的分佈變化，因而產生電的訊號。

焦電材料所產生的電子訊號與「溫度的變化」有關，當溫度（或照射的遠紅外線訊號）沒有變化時，就不會有訊號輸出；正由於這樣的特性，我們可以將它輸出的電子訊號放大很多倍，做成靈敏度非常高的溫度變化感應器，也就是生活中常見的 PIR 人體感應器。

PIR 感應器外面通常會有一個形狀看起來很複雜的透鏡，它是一種「菲涅耳透鏡」（Fresnel Lens）。Fresnel 透鏡是一種很有趣的透鏡，藉由移除透鏡中對光線行進方向不造成影響的部分，同時保留大部分的曲面，來達成和傳統透鏡相近的光學效果，但卻大幅降低了鏡片的厚度和質量。