Назначение тепловых датчиков - определить, насколько что-то горячее или холодное, но это не лучшее описание того, как они работают. На самом деле датчики измеряют количество атомной активности внутри объекта. Это то, что мы называем температурой объекта.
Частицы и тепло
Измерение, известное как «абсолютный ноль», описывает состояние материи, при котором нет никакого движения внутри объекта, даже на субатомном уровне. Это самое холодное состояние материи. Как только объект нагревается, частицы внутри него начинают двигаться. Датчики тепла могут улавливать это движение и измерять его, что может быть преобразовано в температуру.
Виды датчиков
Два основных типа тепловых датчиков - это традиционные датчики и более современные датчики на основе кремния. Старые датчики часто состоят из устройств, известных как термопары. Термопара изготовлена из двух металлов, сваренных вместе. Каждая сварная деталь называется стыком. Затем одно соединение двух разнородных металлов нагревается до эталонной температуры, например нуля градусов Цельсия. Другой стык металлов будет иметь температуру, которую вы хотите измерить. Разница между величиной возбуждения частиц в каждом металле приводит к возникновению электрического тока. Затем вы можете измерить электрическое поле, чтобы определить температуру, потому что напряжение будет зависеть от температуры. Это называется эффектом Зеебека.
Преимущества кремниевых тепловых датчиков
Кремниевые датчики температуры представляют собой интегральные схемы. Старые датчики часто требуют компенсации или буфера для работы. Кремниевые датчики могут обрабатывать сигналы в блоке, интегрированном с датчиком. Электричество передается через кремний, и возникающее взаимодействие между электричеством и частицами металла указывает температуру. Это означает, что они могут работать в гораздо более широком диапазоне температур, чем традиционные датчики, для которых требуется компенсатор, в диапазоне от 155 до -55 градусов Цельсия.
Использование тепловых датчиков
Поскольку эти датчики измеряют тепло, излучаемое объектом, также известное как его инфракрасная сигнатура, они имеют преимущества перед другими средствами обнаружения. Это потому, что все объекты излучают тепловую подпись. Это означает, что свет не должен отражаться от объекта, чтобы вы могли его обнаружить. В результате в очках ночного видения используются инфракрасные датчики, помогающие видеть в темноте.