Účelom tepelných senzorov je zistiť, aké je niečo teplé alebo studené, ale to nie je dobrý popis ich fungovania. To, čo senzory v skutočnosti merajú, je veľkosť atómovej aktivity vo vnútri objektu. Toto považujeme za teplotu objektu.
Častice a teplo
Meranie známe ako „absolútna nula“ popisuje stav hmoty, v ktorom nie je žiadny pohyb vo vnútri objektu, a to ani na subatomárnej úrovni. Je to najchladnejší stav hmoty. Len čo sa objekt zahreje, častice v jeho vnútri sa začnú pohybovať. Tepelné senzory môžu zachytiť tento pohyb a zmerať ho, čo sa dá preložiť na teplotu.
Druhy senzorov
Dva základné typy tepelných senzorov sú tradičné senzory a modernejšie senzory na báze kremíka. Staršie snímače sú často tvorené zariadeniami, ktoré sú známe ako termočlánky. Termočlánok je vyrobený z dvoch kovov, ktoré sú navzájom zvarené. Každá zváraná časť sa nazýva križovatka. Jeden spoj dvoch odlišných kovov sa potom umiestni na referenčnú teplotu, napríklad na nula stupňov Celzia. Druhý spoj kovov bude pri teplote, ktorú chcete merať. Rozdiel medzi veľkosťou excitácie častíc v každom z kovov spôsobuje vývoj elektrického prúdu. Potom môžete zmerať elektrické pole a určiť teplotu, pretože napätie bude závisieť od teploty. Tomu sa hovorí Seebeckov efekt.
Výhody kremíkových tepelných senzorov
Kremíkové snímače teploty sú integrované obvody. Staršie snímače často kvôli svojej činnosti vyžadujú kompenzáciu alebo vyrovnávaciu pamäť. Kremíkové senzory môžu spracovávať signály v jednotke integrovanej so senzorom. Elektrická energia sa prenáša cez kremík a výsledná interakcia medzi elektrinou a časticami kovu naznačuje teplotu. To znamená, že môžu pracovať v oveľa širšom teplotnom spektre ako tradičné snímače, ktoré vyžadujú kompenzátor, v rozmedzí od 155 do -55 stupňov Celzia.
Používa sa pre tepelné snímače
Pretože tieto snímače merajú teplo emitované objektom, tiež známym ako jeho infračervený podpis, majú oproti iným prostriedkom detekcie výhody. Je to tak preto, lebo všetky objekty vydávajú tepelný podpis. To znamená, že svetlo nemusí odrážať objekt, aby ste ho mohli detekovať. Vďaka tomu sa v okuliaroch na nočné videnie používajú infračervené senzory, ktoré vám pomôžu vidieť v tme.