光电检测热电探测器VIP免费

第三章、热电检测器件热电探测器是将辐射能转换为热能，然后再把热能转换为电能的器件。热电探测器件大致分为热电偶及热电堆；气动探测器；热敏电阻；热释电探测器。热电探测器件与普通的温度计的区别热电探测器件与普通的温度计的区别::相同点：相同点：二者都有随温度变化的性能。不同点：不同点：温度计是通过液体热胀冷缩原理，要与外界有尽量好的热接触，必须达到热平衡。热电探测器要与入射辐射有最佳的相互作用，同时又要尽量少的与外界发生热接触；能把热能转换成电能。3.1热电检测器件的基本原理★器件吸收入射辐射功率产生温升，温升引起材料各种有赖于温度的参量的变化，监测其中一种性能的变化，来探知辐射的存在和强弱。这一过程比较慢，一般的响应时间多为毫秒级。★利用热敏材料吸收入射辐射的总功率产生温升来工作的，所以各种波长的辐射对于响应都有贡献。因此，热电探测器件的突出特点是，光谱响应范围特别宽，从紫外到红外几乎都有相同的响应，光谱特性曲线近似为一条平线。第一步:按系统的热力学特性来确定入射辐射所引起的温升，这种分析对各种热电探测器件都适用，这是共性；第二步:根据温升来确定具体探测器件输出信号的性能，这是个性。输出信号的形成有两个阶段：输出信号的形成有两个阶段：一、热电探测器件吸收辐射引起的温度变化一、热电探测器件吸收辐射引起的温度变化为调制频率tjeeWW0为吸收率tjeW0TTT0设入射辐射的功率为则探测器吸收辐射后每秒钟产生的热量为设探测器的原温度为T0，吸收辐射后的温升为△T。升高一度所需要的热量为热容，它表示探测器＝QQQtjCTGdtTdCeW0所以探测器吸收的辐射功率等于每秒钟探测器升温所需的能量和传导损失的能量由探测器与周围环境发生热传导引起的单位时间内的热量为为热导QQGTGTGdtTdCeWQQtj＝000＝时TtTtTTtjTQTejWejCWtT1100为热容为热阻，＝式中QQQQTCRCR时当TttjTQTejCWtT10取实部可得温升与入射的辐射功率成正比，入射辐射调制频率ω越大，温升就越小。在相同的入射辐射下，希望得到大的温升，则探测器的①热容要小；②与外界的热耦合要小。③材料的吸收系数要大；212201TQGWTQGWT00时为使探测器的热容小，应尽量使探测器的结构小、重量轻，同时要兼顾结构强度。热导对于探测器灵敏度和时间常数的影响正好相反，热导小，灵敏度高，但响应时间长。所以，在设计和选用热电探测器件时须采取折衷方案。另外热导对探测极限也有影响。二、热电探测器件的最小可探测功率二、热电探测器件的最小可探测功率由于热探测器与周围环境之间的热交换存在热流起伏，引起热探测器的温度在T0附近呈现小的起伏，入射辐射能的起伏也引起温度的起伏，这种温度起伏构成了的热电探测器的主要噪声源，称为温度噪声，温度噪声对探测弱辐射信号影响很大。第二节、热电偶与热电堆测量温度的称为测温热电偶。测量辐射能的称为辐射热电偶。11、工作原理、工作原理当有两种不同的导体或半导体组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，回路中将产生一个电动势，称为“热电动势热电动势”。热电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。热电动势由两部分组成：热电动势由两部分组成：⑴⑴单一导体的单一导体的温差电动势温差电动势。。⑵⑵两种导体的两种导体的接触电动势接触电动势。。对于对于导体导体：产生了一个由热端指向冷端的静电场。对于PP型半导体型半导体，产生了一个由冷端指向热端的静电场。对于NN型半导体型半导体，产生了一个由热端指向冷端的静电场。温差电动势的大小取决于导体的材料及两端的温度。温差电动势的大小取决于导体的材料及两端的温度。⑴⑴温差电动势温差电动势当A和B两种不同材料的导体接触时，由于两者电子密度不同，因此，电子在两个方向上扩散的速率就不一样。在这种状态下，A与B两导体的接触处就产生了电位差，称为接触电动势接触电动势。接触电动势的大小与导体的材料、接点的温度有关，与导体的直径、...