Het doel van warmtesensoren is om te vertellen hoe warm of koud iets is, maar dit is geen goede beschrijving voor hoe ze werken. Wat de sensoren eigenlijk meten, is de hoeveelheid atomaire activiteit in een object. Dit is wat we beschouwen als de temperatuur van een object.
Deeltjes en warmte
De meting die bekend staat als "absoluut nul" beschrijft een toestand van materie waarin er geen enkele beweging is in een object, zelfs niet op subatomair niveau. Het is de koudste toestand van de materie. Zodra een object wordt verwarmd, beginnen de deeltjes erin te bewegen. Warmtesensoren kunnen deze beweging oppikken en meten, wat zich vertaalt in een temperatuur.
Soorten sensoren
De twee basistypes van warmtesensoren zijn traditionele sensoren en de modernere op silicium gebaseerde sensoren. Oudere sensoren bestaan vaak uit apparaten die bekend staan als thermokoppels. Een thermokoppel is gemaakt van twee metalen die aan elkaar zijn gelast. Elk gelast onderdeel wordt een knooppunt genoemd. Een junctie van twee verschillende metalen wordt dan op een referentietemperatuur gezet, zoals nul graden Celsius. Het andere knooppunt van metalen zal de temperatuur hebben die u wilt meten. Het verschil tussen de hoeveelheid deeltjesopwinding in elk metaal zorgt ervoor dat er een elektrische stroom ontstaat. U kunt dan het elektrische veld meten om de temperatuur te bepalen, omdat de spanning temperatuurafhankelijk is. Dit wordt het Seebeck-effect genoemd.
Voordelen van siliconen warmtesensoren
Silicium temperatuursensoren zijn geïntegreerde schakelingen. Oudere sensoren hebben vaak compensatie of een buffer nodig om te kunnen werken. Siliciumsensoren kunnen signalen verwerken in een eenheid die met de sensor is geïntegreerd. Elektriciteit wordt door het silicium gestuurd en de resulterende interactie tussen de elektriciteit en de deeltjes van het metaal geeft een temperatuur aan. Dit betekent dat ze over een veel breder temperatuurspectrum kunnen werken dan traditionele sensoren die een compensator nodig hebben, variërend van 155 tot -55 graden Celsius.
Gebruik voor warmtesensoren
Omdat deze sensoren de warmte meten die door een object wordt uitgestraald, ook wel de infraroodsignatuur genoemd, hebben ze voordelen ten opzichte van andere detectiemiddelen. Dit komt doordat alle objecten een warmtesignatuur afgeven. Dit betekent dat het licht niet van het object hoeft te weerkaatsen om het te detecteren. Als gevolg hiervan worden infraroodsensoren gebruikt in nachtkijkers om u te helpen zien in het donker.