Účelem tepelných senzorů je zjistit, jak je něco teplé nebo studené, ale to není dobrý popis jejich fungování. To, co senzory ve skutečnosti měří, je množství atomové aktivity uvnitř objektu. To je to, co považujeme za teplotu objektu.
Částice a teplo
Měření známé jako „absolutní nula“ popisuje stav hmoty, kdy uvnitř objektu nedochází k žádnému pohybu, dokonce ani na subatomární úrovni. Je to nejchladnější stav hmoty. Jakmile se objekt zahřeje, částice uvnitř se začnou pohybovat. Tepelné senzory mohou tento pohyb zachytit a měřit jej, což lze převést na teplotu.
Druhy senzorů
Dva základní typy tepelných senzorů jsou tradiční senzory a modernější senzory na bázi křemíku. Starší senzory jsou často tvořeny zařízeními známými jako termočlánky. Termočlánek je vyroben ze dvou kovů, které jsou svařeny dohromady. Každá svařovaná část se nazývá spojení. Jeden spoj dvou odlišných kovů se poté umístí na referenční teplotu, jako je nula stupňů Celsia. Druhý spoj kovů bude při teplotě, kterou chcete měřit. Rozdíl mezi velikostí excitace částic v každém kovu způsobí vývoj elektrického proudu. Poté můžete změřit elektrické pole a určit teplotu, protože napětí bude závislé na teplotě. Tomu se říká Seebeckův efekt.
Výhody křemíkových tepelných senzorů
Křemíkové teplotní senzory jsou integrované obvody. Starší senzory často vyžadují kompenzaci nebo vyrovnávací paměť, aby fungovaly. Křemíkové senzory mohou zpracovávat signály v jednotce integrované se senzorem. Elektřina je přenášena křemíkem a výsledná interakce mezi elektřinou a částicemi kovu indikuje teplotu. To znamená, že mohou pracovat v mnohem širším teplotním spektru než tradiční senzory, které vyžadují kompenzátor, v rozmezí od 155 do -55 stupňů Celsia.
Použití pro tepelné senzory
Protože tyto senzory měří teplo vyzařované objektem, také známé jako jeho infračervený podpis, mají oproti jiným detekčním prostředkům výhody. Je to proto, že všechny objekty vydávají tepelný podpis. To znamená, že světlo se nemusí odrážet od objektu, abyste ho mohli detekovat. Výsledkem je, že se v brýlích pro noční vidění používají infračervené senzory, které vám pomohou vidět ve tmě.