Tartalom
A hőérzékelők célja annak megmondása, hogy meleg vagy hideg van valami, de ez nem jó leírása annak működésére. Amit az érzékelők ténylegesen mérnek, az egy objektumon belüli atomi aktivitás mennyisége. Ez az, amit egy tárgy hőmérsékleteként gondolunk.
Részecskék és hő
Az „abszolút nullának” nevezett mérés olyan anyagállapotot ír le, amelyben egy tárgyon belül semmi mozgás sem történik, még a szubatomom szintjén sem. Ez az anyag leghidegebb állapota. Amint egy tárgy felmelegszik, a benne levő részecskék mozogni kezdenek. A hőérzékelők fel tudják venni ezt a mozgást és megmérik azt, amely hőmérsékleten átalakítható.
Érzékelők fajtái
A hőérzékelők két alaptípusa a hagyományos érzékelők és a modernabb szilikon alapú érzékelők. A régebbi szenzorok gyakran hőelemeknek nevezett eszközökből állnak. Hőelem két fémből készül, amelyek össze vannak hegesztve. Mindegyik hegesztett alkatrészt kereszteződésnek nevezzük. Két eltérő fémből egy csomópontot ezután referenciahőmérsékletre állítunk, például nulla Celsius fokra. A fémek másik csomópontja a megmérni kívánt hőmérsékleten lesz. Az egyes fémekben a részecskék gerjesztése közötti különbség elektromos áram kialakulását okozza. Ezután megmérheti az elektromos mezőt a hőmérséklet meghatározásához, mivel a feszültség hőmérséklettől függ. Ezt nevezzük Seebeck-effektusnak.
A szilícium hőérzékelők előnyei
A szilícium hőmérséklet-érzékelők integrált áramkörök. A régebbi szenzorok a működéshez gyakran kompenzációt vagy puffert igényelnek. A szilícium-szenzorok az érzékelővel integrált egységben képesek feldolgozni a jeleket. Az elektromos áramot a szilíciumon keresztül továbbítják, és az ebből származó villamos energia és a fém részecskék közötti kölcsönhatás hőmérsékletet jelöl. Ez azt jelenti, hogy sokkal szélesebb hőmérsékleti spektrumon működnek, mint a hagyományos érzékelők, amelyeknek kompenzátorra van szükségük, 155 és -55 fok között. Celsius.
Hőérzékelők felhasználása
Mivel ezek az érzékelők mérik az objektum által kibocsátott hőt, amelyet infravörös aláírásnak is neveznek, előnyeik vannak más észlelési eszközökkel szemben. Ennek oka az, hogy minden objektum hő aláírást ad. Ez azt jelenti, hogy a fénynek nem kell tükröznie a tárgyat, hogy észlelhető legyen. Ennek eredményeként az éjjellátó szemüvegben infravörös érzékelőket használnak a sötétben történő látás elősegítésére.