Der Zweck von Wärmesensoren besteht darin, zu sagen, wie heiß oder kalt etwas ist, aber dies ist keine gute Beschreibung für ihre Funktionsweise. Was die Sensoren tatsächlich messen, ist die Menge der atomaren Aktivität in einem Objekt. Dies ist, was wir uns als die Temperatur eines Objekts vorstellen.
Partikel und Hitze
Die als „absoluter Nullpunkt“ bezeichnete Messung beschreibt einen Aggregatzustand, in dem es auch auf subatomarer Ebene keinerlei Bewegung innerhalb eines Objekts gibt. Es ist der kälteste Aggregatzustand. Sobald ein Objekt erhitzt wird, beginnen sich die darin befindlichen Partikel zu bewegen. Wärmesensoren können diese Bewegung aufnehmen und messen, was in eine Temperatur übersetzt werden kann.
Arten von Sensoren
Die beiden grundlegenden Arten von Wärmesensoren sind traditionelle Sensoren und die moderneren Sensoren auf Siliziumbasis. Ältere Sensoren bestehen oft aus Geräten, die als Thermoelemente bekannt sind. Ein Thermoelement besteht aus zwei miteinander verschweißten Metallen. Jedes geschweißte Teil wird als Verbindung bezeichnet. Eine Verbindung von zwei unähnlichen Metallen wird dann auf eine Referenztemperatur, beispielsweise null Grad Celsius, gebracht. Die andere Verbindung von Metallen hat die Temperatur, die Sie messen möchten. Der Unterschied zwischen der Teilchenanregung in jedem Metall verursacht die Entwicklung eines elektrischen Stroms. Sie können dann das elektrische Feld messen, um die Temperatur zu bestimmen, da die Spannung temperaturabhängig ist. Dies wird als Seebeck-Effekt bezeichnet.
Vorteile von Silizium-Wärmesensoren
Silizium-Temperatursensoren sind integrierte Schaltkreise. Ältere Sensoren benötigen oft eine Kompensation oder einen Puffer, um zu funktionieren. Siliziumsensoren können Signale in einer mit dem Sensor integrierten Einheit verarbeiten. Elektrizität wird durch das Silizium geschickt und die resultierende Wechselwirkung zwischen der Elektrizität und den Partikeln des Metalls zeigt eine Temperatur an. Dies bedeutet, dass sie über ein viel breiteres Temperaturspektrum von 155 bis -55 Grad Celsius betrieben werden können als herkömmliche Sensoren, die einen Kompensator benötigen.
Anwendungen für Wärmesensoren
Da diese Sensoren die von einem Objekt abgegebene Wärme, auch Infrarotsignatur genannt, messen, haben sie Vorteile gegenüber anderen Erkennungsmethoden. Dies liegt daran, dass alle Objekte eine Wärmesignatur abgeben. Das bedeutet, dass das Licht nicht vom Objekt reflektiert werden muss, damit Sie es erkennen können. Aus diesem Grund werden Infrarotsensoren in Nachtsichtbrillen verwendet, um Ihnen beim Sehen im Dunkeln zu helfen.