A hőérzékelők célja megmondani, hogy milyen meleg vagy hideg valami, de ez nem jó leírás a működésükről. Amit az érzékelők tulajdonképpen mérnek, az egy objektum belsejében lévő atomaktivitás mértéke. Ezt gondoljuk egy tárgy hőmérsékletének.
Részecskék és hő
Az „abszolút nulla” néven ismert mérés olyan anyagállapotot ír le, amikor a tárgy belsejében még szubatomi szinten sincs mozgás. Ez az anyag leghidegebb állapota. Amint egy tárgy felmelegszik, a benne lévő részecskék mozogni kezdenek. A hőérzékelők fel tudják venni ezt a mozgást és megmérhetik, ami hőmérsékletre változik.
Érzékelők fajtái
A hőérzékelők két alapvető típusa a hagyományos érzékelők és a korszerűbb szilícium alapú érzékelők. A régebbi érzékelőket gyakran hőelemekként ismert eszközök alkotják. A hőelem két fémből áll, amelyek össze vannak hegesztve. Minden hegesztett alkatrészt kereszteződésnek nevezünk. Ezután két különböző fém egyik csomópontját referencia hőmérsékletre, például nulla Celsius fokra állítják. A fémek másik elágazása a mérni kívánt hőmérsékleten lesz. Az egyes fémek részecske-gerjesztésének mértéke közötti különbség elektromos áram kialakulását idézi elő. Ezután megmérheti az elektromos mezőt a hőmérséklet meghatározásához, mert a feszültség hőmérsékletfüggő lesz. Ezt hívják Seebeck-effektusnak.
A szilícium hőérzékelők előnyei
A szilícium hőmérséklet-érzékelők integrált áramkörök. A régebbi érzékelők működéséhez gyakran kompenzációt vagy puffert igényelnek. A szilícium-érzékelők képesek feldolgozni a jeleket az érzékelővel integrált egységben. A villamos energiát a szilíciumon keresztül küldik, és az ennek eredményeként létrejövő kölcsönhatás az elektromosság és a fémrészecskék között hőmérsékletet jelez. Ez azt jelenti, hogy sokkal szélesebb hőmérsékleti spektrumon működhetnek, mint a hagyományos, kompenzátort igénylő érzékelők, 155 és -55 Celsius fok között.
Hőérzékelők felhasználása
Mivel ezek az érzékelők mérik az objektum által kibocsátott hőt, más néven infravörös aláírását, előnyeik vannak más észlelési eszközökkel szemben. Ez azért van, mert minden tárgy hőjelet ad. Ez azt jelenti, hogy a fénynek nem kell visszaverődnie az objektumról, hogy észlelhesse. Ennek eredményeként az éjjellátó szemüvegben infravörös érzékelőket használnak, amelyek segítenek a sötétben való látásban.
