图2.3放大工艺流程图

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图2.4热电堆传感器电路

图2.5传感器输出漂移

14

图2.6热敏电阻特性图2.7实验装置

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第三章。测量与近似

传感器特性

为了检测人体位置，介绍了传感器的一些基本特性和

考虑了人与传感器之间的距离（r）、方向性等因素

即传感器与人体的夹角（θ）和环境温度（T）（图3.1）。在

同时，基于上述传感器理论，我们可以理解一些

传感器输出电压与通过系数之间的近似关系

测量。

传感器

r

θ

人类

墙

顶视图

图3.1传感器与人体的关系

3.1距离和环境温度的测量和近似

3.1.1计量

根据Stefan-Boltzmann定律[38]，热通量与温度成正比

4

–助教

4（带

指数“h”表示人类，“a”表示环境）。在最简单的情况下，我们可以

因此，对热电堆传感器的输出电压Uo使用以下关系式：

（3.1）

'4年4月

U0K（0次-Ta）

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式中，K′=K sin2（φ/2）是一个常数，它取决于传感器的FOV，而εo是

物体的发射率。

从（1）中，因为它几乎是不变的，所以我们通常可以推断出

环境温度Ta与传感器输出成反比关系

哦。

为了验证它的有效性，我做了如下实验：固定传感器

桌子上，把它放在人体前面，然后站在那里测量一下

每0.2m至2m的位置（图3.2）。然而，如前所述，

传感器的输出本身有一些漂移，所以我们采用了获得差异的方法

在有人和无人之间测量的输出电压，如图3.3所示，

此外，为了减少误差，每个实验测量了5次。这个

有人和无人的区别如图3.4所示。

感官

r

0.2米0.4米0.6米1.0米1.2米1.4米1.6米1.8米

2.0米

人类

职位

表

人类

图3.2实验图像想象

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图3.3有人与无人测量结果

图3.4有人与无人的区别实验分别在不同温度下多次重复测量。一些结果如图3.5所示。

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图3.5：一个传感器在上述温度下的输出结果显示了一个传感器的结果。同样，另一个传感器的结果如图3.6所示：

图3.6其他传感器在某些温度下的输出结果

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通过观察图3.5或图3.6，我们发现每个输出曲线都有相似的形状。因此，我们比较了不同温度下的结果，如图3.7所示。

图3.7距离、温度和传感器输出之间的关系我们也可以清楚地看到，这不仅说明了本节第一部分中推测的正确性，而且还显示了从传感器到人的距离（r）与传感器从图3.7中的输出成反比。

3.1.2近似

根据图3.7所示的结果，由于输出曲线有一定的相似性，我们假设每一条曲线都应该有一个属于曲线本身的对应方程，所有的方程都可能有一个共同的方程。基于这个假设，我们可以利用近似得到输出曲线的公共方程。近似过程如下：1。一般情况下，我们可以根据以下几种关系式来推断：

Vr（r）=a0/（r2+a1）（3.1）

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Vr（r）=a0/（r+a1）2（3.2）

其中a0和a1表示常数，Vr（r）表示输出电压。2通过将公式绘制的曲线与实验绘制的曲线进行比较，图3.8和图3.9显示了两个传感器在每个温度下的比较结果，并通过稍微改变方程中参数（a0和a1）的值，使每个距离的差值尽可能小。

（a） 13.0℃（b）16.3℃

（c） 19.1℃（d）23.4℃

（e） 26.5℃（f）29.6℃图3.8在某些温度下实验和计算的比较（传感器1）

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（a） 14.0℃（b）16.4℃

（c） 19.3℃（d）22.2℃

（e） 26.0℃（f）28.7℃图3.9在某些温度（传感器2）下实验与计算的比较结果表明，任何一个方程都能找到合适的参数（a0和a1），进行曲线拟合。我们应该找出哪一个方程是最优的，即最优方程应保证无论在什么温度下，都能找到合适的参数（a0和a1）进行曲线拟合。

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3.1.3近似值的评估

利用程序设计寻找在所有温度下使差值最小的最合适方程，具体做法如下：

总误差可以用