როგორ მუშაობს სითბოს სენსორები?

სითბოს სენსორების დანიშნულებაა იმის გარკვევა, რამდენად ცხელი ან ცივია რამე, მაგრამ ეს არ არის კარგი აღწერა, თუ როგორ მუშაობს ისინი. სინამდვილეში რასაც სენსორები იზომება, არის ობიექტის შიგნით ატომური აქტივობის რაოდენობა. ეს არის ის, რასაც ჩვენ ვფიქრობთ, როგორც ობიექტის ტემპერატურას.

გაზომვა, რომელიც "აბსოლუტური ნულის" სახელით არის ცნობილი, აღწერს მატერიის მდგომარეობას, სადაც ობიექტის შიგნით არანაირი მოძრაობა არ არის, თუნდაც სუბატომიურ დონეზე. ეს მატერიის ყველაზე ცივი მდგომარეობაა. როგორც კი ობიექტი გაცხელდება, მის შიგნით არსებული ნაწილაკები იწყებენ მოძრაობას. სითბოს სენსორებს შეუძლიათ აითვისონ ეს მოძრაობა და გაზომონ ის, რაც შეიძლება ტემპერატურად გადაკეთდეს.

სითბოს ორი ძირითადი ტიპია ტრადიციული სენსორები და უფრო თანამედროვე სილიციუმზე დაფუძნებული სენსორები. ძველი სენსორები ხშირად შედგება მოწყობილობებისაგან, რომლებიც ცნობილია როგორც თერმოწყობილები. თერმოწყობი მზადდება ორი ლითონისგან, რომლებიც შედუღებულია. თითოეულ შედუღებულ ნაწილს ეწოდება კვანძი. შემდეგ ორი განსხვავებული ლითონის ერთი შეერთება ხდება რეფერენციურ ტემპერატურაზე, მაგალითად ნულოვანი ცელსიუსით. ლითონების სხვა შეერთება იქნება ის ტემპერატურა, რომლის გაზომვაც გსურთ. თითოეულ მეტალში ნაწილაკების მღელვარების რაოდენობას შორის სხვაობა იწვევს ელექტრული დენის განვითარებას. ამის შემდეგ შეგიძლიათ გაზომოთ ელექტრული ველი ტემპერატურის დასადგენად, რადგან ძაბვა დამოკიდებული იქნება ტემპერატურაზე. ამას Seebeck ეფექტს უწოდებენ.

სილიციუმის ტემპერატურის სენსორები ინტეგრირებული სქემებია. მუშაობის მიზნით ძველი სენსორები ხშირად საჭიროებენ კომპენსაციას ან ბუფერს. სილიციუმის სენსორებს შეუძლიათ სიგნალების დამუშავება სენსორთან ინტეგრირებულ ერთეულში. ელექტროენერგია იგზავნება სილიციუმის საშუალებით და შედეგად ურთიერთქმედება ელექტროენერგიასა და ლითონის ნაწილაკებს შორის მიუთითებს ტემპერატურაზე. ეს ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ მუშაობდნენ ბევრად უფრო ფართო ტემპერატურის სპექტრზე, ვიდრე ტრადიციული სენსორები, რომლებიც საჭიროებენ კომპენსატორს, დაწყებული 155-დან -55 გრადუსამდე ცელსიუსით.

იმის გამო, რომ ეს სენსორები ზომავს ობიექტის მიერ გამოყოფილ სითბოს, რომელსაც ასევე ეწოდება მისი ინფრაწითელი ხელმოწერა, მათ აქვთ უპირატესობა გამოვლენის სხვა საშუალებებთან შედარებით. ეს იმიტომ ხდება, რომ ყველა ობიექტი სითბოს ხელმოწერას იძლევა. ეს ნიშნავს, რომ სინათლე არ უნდა ასახავდეს ობიექტს, რომ თქვენ აღმოაჩინოთ იგი. შედეგად, ინფრაწითელი სენსორები გამოიყენება ღამის ხედვის სათვალეებში, რათა დაგეხმაროთ სიბნელეში.