熱電堆的工作原理
熱電堆是一種熱釋紅外線傳感器,它是由熱電偶構(gòu)成的一種器件。它在耳式體溫計、放射溫度計、電烤爐、食品溫度檢測等領(lǐng)域中,作為溫度檢測器件獲得了廣泛的應(yīng)用。
被紅外線照射的吸收膜是一種熱容量小、溫度容易上升的薄膜。在緊靠襯板中央的下部為一空洞結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計確保了冷端和測溫端的溫度差。熱電偶由多晶硅與鋁構(gòu)成,兩者串聯(lián)連接。當(dāng)各個熱電偶測溫端溫度上升時,熱電偶之間就會產(chǎn)生熱電動勢 Vn,因此在輸出端就可以獲得它們的電壓之和。
熱電堆的結(jié)構(gòu)與工作原理圖如下:
熱電堆主要參數(shù)
熱電堆的內(nèi)阻所有串聯(lián)熱電偶的內(nèi)阻之和,即:
熱電堆的內(nèi)阻Rpi較大,可達(dá)幾十千歐姆,易于與放大器的阻抗匹配,可利用普通的運(yùn)算放大器。
熱電堆的溫差電動勢
在相同的溫差時,熱電堆的開路輸出電壓Upo是所有串聯(lián)熱電偶的溫差電動勢之和:
在相同的電信號檢測條件下,熱電堆能檢測到的最小溫差是單個熱電偶的1/n,熱電堆對溫度的分辨能力增強(qiáng)。
熱電堆的溫差電動勢
在相同的溫差時,熱電堆的開路輸出電壓Upo是所有串聯(lián)熱電偶的溫差電動勢之和:
在相同的電信號檢測條件下,熱電堆能檢測到的最小溫差是單個熱電偶的1/n,熱電堆對溫度的分辨能力增強(qiáng)。
熱電堆的噪聲等效功率
噪聲等效功率NEP主要取決于熱電堆的熱噪聲。