איך חיישני חום עובדים?

המטרה של חיישני חום היא לספר כמה משהו חם או קר, אבל זה לא תיאור טוב לאופן שבו הם עובדים. מה שחיישנים מודדים בפועל הוא כמות הפעילות האטומית בתוך אובייקט. זה מה שאנחנו חושבים עליו כטמפרטורה של אובייקט.

המדידה המכונה "אפס מוחלט" מתארת ​​מצב של חומר בו אין תנועה כלשהי בתוך אובייקט, אפילו לא ברמה התת אטומית. זהו המצב הקר ביותר של החומר. ברגע שחפץ מחומם, החלקיקים בתוכו מתחילים לנוע. חיישני חום יכולים להרים תנועה זו ולמדוד אותה, שניתן לתרגם לטמפרטורה.

שני סוגים בסיסיים של חיישני חום הם חיישנים מסורתיים וחיישנים מבוססי סיליקון מודרניים יותר. חיישנים ישנים יותר מורכבים לרוב ממכשירים המכונים צמדים תרמיים. צמד תרמי עשוי משתי מתכות המולחמות זו בזו. כל חלק מרותך נקרא צומת. צומת אחד של שתי מתכות שונות זה לזה מונח בטמפרטורת ייחוס, כמו אפס מעלות צלזיוס. הצומת האחר של המתכות יהיה בטמפרטורה שתרצה למדוד. ההבדל בין כמות התרגשות החלקיקים בכל מתכת גורם להתפתחות זרם חשמלי. לאחר מכן תוכל למדוד את השדה החשמלי כדי לקבוע את הטמפרטורה מכיוון שהמתח יהיה תלוי בטמפרטורה. זה נקרא אפקט Seebeck.

חיישני טמפרטורה מסיליקון הם מעגלים משולבים. חיישנים ישנים יותר דורשים לעיתים קרובות פיצוי או חיץ על מנת לעבוד. חיישני סיליקון יכולים לעבד אותות ביחידה המשולבת בחיישן. חשמל נשלח דרך הסיליקון והאינטראקציה שנוצרת בין החשמל לחלקיקי המתכת מעידה על טמפרטורה. משמעות הדבר היא שהם יכולים לפעול על פני טווח טמפרטורות רחב בהרבה מאשר חיישנים מסורתיים הדורשים מפצה, שנע בין 155 ל -55 מעלות צלזיוס.

מכיוון שחיישנים אלה מודדים את החום הנפלט מאובייקט, הידוע גם בשם חתימת האינפרא-אדום שלו, יש להם יתרונות על פני אמצעי זיהוי אחרים. הסיבה לכך היא שכל האובייקטים נותנים חתימת חום. המשמעות היא שאור לא צריך להחזיר את האובייקט כדי שתוכל לזהות אותו. כתוצאה מכך, משתמשים בחיישני אינפרא אדום במשקפי ראיית לילה כדי לעזור לכם לראות בחושך.