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上海千實(shí)解讀熱釋電傳感器的原理
熱釋電傳感器是利用熱釋電效應(yīng)制成的一種非常有應(yīng)川潛力的傳感器。它能檢測人或某些動(dòng)物發(fā)射的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸山。激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了對(duì)熱釋電效應(yīng)的研究和對(duì)熱釋電晶體的應(yīng)用開發(fā)。
熱釋電電流的輸出
熱釋電傳感器利用的止是熱釋電效應(yīng)，是一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個(gè)表面做成電極而構(gòu)成響應(yīng)元。當(dāng)傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有△T的變化時(shí)，因熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上產(chǎn)生電荷AQ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓AV。
由于它的輸出阻抗極高，所以傳感器中有一個(gè)場效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷△O會(huì)跟空氣中的離子結(jié)合而消失，當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，AT=O，傳感器無輸出。
與所有熱傳感器一樣，熱釋電傳感器的動(dòng)作原理可以用3個(gè)過程來描述：由輻射轉(zhuǎn)化為熱的吸收過程：由熱轉(zhuǎn)化為溫度的加熱過程：由溫度轉(zhuǎn)化電的測溫過程。加熱過程與熱敏電阻、熱電偶是類似的。
根據(jù)熱平衡方程，對(duì)周期變化的紅外輻射響應(yīng)元溫升為
式中：①一正弦變化輻射功率峰值；∽一輻射角頻率；e一響應(yīng)元比輻射率；G一響應(yīng)元熱導(dǎo)，單位1／WK：TT=C／G熱容與有效熱導(dǎo)之比，即熱時(shí)間常數(shù)，單位S。
而熱釋電電流與輻射角頻率、響應(yīng)元面積、溫升成正比，可見，對(duì)于特定的響應(yīng)元(其面積Ad、熱電系數(shù)P、比輻射率e、響應(yīng)元熱導(dǎo)G、熱時(shí)間
常數(shù)t一定的熱釋電電流，如果輻射角頻率一定，則只與感受的輻射功率的人小成l[比，并隨輻射功率的變化而變化。
