Περιεχόμενο
- Σωματίδια και θερμότητα
- Είδη αισθητήρων
- Πλεονεκτήματα των αισθητήρων θερμότητας πυριτίου
- Χρήσεις για αισθητήρες θερμότητας
Ο σκοπός των αισθητήρων θερμότητας είναι να πει πόσο ζεστό ή κρύο είναι κάτι, αλλά αυτό δεν είναι μια καλή περιγραφή για το πώς λειτουργούν. Αυτό που οι αισθητήρες μετρούν πραγματικά είναι η ποσότητα της ατομικής δραστηριότητας μέσα σε ένα αντικείμενο. Αυτό θεωρούμε ως θερμοκρασία αντικειμένων.
Σωματίδια και θερμότητα
Η μέτρηση γνωστή ως "απόλυτο μηδέν" περιγράφει μια κατάσταση της ύλης στην οποία δεν υπάρχει καμία κίνηση μέσα σε ένα αντικείμενο, ακόμη και στο υποατομικό επίπεδο. Είναι η ψυχρότερη κατάσταση της ύλης. Μόλις θερμαίνεται ένα αντικείμενο, τα σωματίδια μέσα του αρχίζουν να κινούνται. Οι αισθητήρες θερμότητας μπορούν να πάρουν την κίνηση αυτή και να την μετρήσουν, η οποία μπορεί να μετατραπεί σε θερμοκρασία.
Είδη αισθητήρων
Οι δύο βασικοί τύποι αισθητήρων θερμότητας είναι οι παραδοσιακοί αισθητήρες και οι πιο σύγχρονοι αισθητήρες με βάση το πυρίτιο. Οι παλαιότεροι αισθητήρες αποτελούνται συχνά από συσκευές που είναι γνωστές ως θερμοστοιχεία. Ένα θερμοστοιχείο είναι κατασκευασμένο από δύο μέταλλα που συγκολλούνται μεταξύ τους. Κάθε συγκολλημένο μέρος ονομάζεται κόμβος. Μία διασταύρωση δύο ανόμοιων μετάλλων στη συνέχεια τίθεται σε θερμοκρασία αναφοράς, όπως μηδέν βαθμούς Κελσίου. Η άλλη ένωση των μετάλλων θα βρίσκεται στη θερμοκρασία που θέλετε να μετρήσετε. Η διαφορά μεταξύ της ποσότητας ενθουσιασμού σωματιδίων σε κάθε μέταλλο προκαλεί την ανάπτυξη ηλεκτρικού ρεύματος. Στη συνέχεια, μπορείτε να μετρήσετε το ηλεκτρικό πεδίο για να καθορίσετε τη θερμοκρασία, επειδή η τάση θα εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Αυτό ονομάζεται εφέ Seebeck.
Πλεονεκτήματα των αισθητήρων θερμότητας πυριτίου
Οι αισθητήρες θερμοκρασίας πυριτίου είναι ολοκληρωμένα κυκλώματα. Οι παλαιότεροι αισθητήρες απαιτούν συχνά αποζημίωση ή buffer για να λειτουργήσουν. Οι αισθητήρες πυριτίου μπορούν να επεξεργάζονται σήματα σε μια μονάδα που είναι ενσωματωμένη στον αισθητήρα. Η ηλεκτρική ενέργεια αποστέλλεται μέσω του πυριτίου και η προκύπτουσα αλληλεπίδραση μεταξύ του ηλεκτρισμού και των σωματιδίων του μετάλλου δείχνει μια θερμοκρασία. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να λειτουργούν σε ένα πολύ μεγαλύτερο φάσμα θερμοκρασίας από τους παραδοσιακούς αισθητήρες που απαιτούν έναν αντισταθμιστή, που κυμαίνεται από 155 έως -55 μοίρες Κελσίου.
Χρήσεις για αισθητήρες θερμότητας
Επειδή αυτοί οι αισθητήρες μετρούν τη θερμότητα που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο, γνωστό και ως υπέρυθρη υπογραφή του, έχουν πλεονεκτήματα έναντι άλλων μέσων ανίχνευσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όλα τα αντικείμενα εκπέμπουν μια υπογραφή θερμότητας. Αυτό σημαίνει ότι το φως δεν χρειάζεται να αντικατοπτρίζει το αντικείμενο για να το εντοπίσετε. Ως αποτέλεσμα, οι υπέρυθροι αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε γυαλιά νυχτερινής όρασης για να σας βοηθήσουν να δείτε στο σκοτάδι.