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第四章 热电检测器件; 热电探测器件的工作原理：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。 ;热电检测器件的共性：;热电检测器件的共性：;热电检测器件的共性：;热电检测器件的共性：;热电探测器的类型;二、温 差 电 偶;构成温差电偶的材料，既可以是金属，也可以是半导体。在结构上既可以是线、条状的实体，也可以是利用真空沉积技术或光刻技术制成的薄膜。 实体型的温差电偶多用于测温，称为测温热电偶；薄膜型的温差电堆多用于测量辐射，称为辐射热电偶。;热电偶用于测温：;半导体温差电偶的原理性结构图;辐射热电偶冷端开路时，开路电压为： Uoc=MΔT 式中，M为比例系数，称塞贝克常数，也称温差电势率，单位为V/℃；ΔT为温度增量。 又 ;真空温差电偶的主要参量有：灵敏度（响应率）R、 响应时间常数τ、噪声等效功率NEP等。 1、温差电偶的响应率为： R＝UL/Φ UL：冷端负载上所产生的电压降。 Φ：入射于探测器的辐射通量。 2、热电偶的响应时间比较长，约为几毫秒到几十毫 秒，因此它只能探测直流状态或低频状态的辐射。 3、热电偶的最小可探测功率决定于噪声，它的噪声 主要是热噪声和温度起伏噪声。 ;热电堆;热电偶使用注意事项;三、热敏电阻; 1、分类及特点：;2、热敏电阻结构;温度补偿措施;辐射热敏电阻一般是金属封装的;;;;;;4、热敏电阻的工作电路;5、新型热敏电阻;四、热释电检测器件;升高到一定温度时，自发极化突然消失，这个温度称为“居里温度”;四、热释电检测器件;热电晶体在温度变化时所显示的热电 效应示意图 ; 温度恒定时，因晶体表面吸附有来自于周围空气中的异性电荷，而观察不到它的自发极化现象。当温度变化时，晶体表面的极化电荷则随之变化，而它周围的吸附电荷因跟不上它的变化，失去电的平衡，这时即显现出晶体的自发极化现象。所以，所探测的辐射必须是变化的。入射辐射不变化，则无电信号输出。;2、热释电器件的电极结构;按热释电器件的基本结构，其等效电路可表示为???流源Is。 ;热释电器件;五、热释电器件的类型;五、热释电器件的类型;五、热释电器件的类型;五、热释电器件的类型; 热电器件的共同特点： 1、光谱响应范围宽，从紫外到毫米量级的电磁辐射几乎都有相同的响应。 2、响应率都很高，但响应速度都较低，速度与响应率之积为一常量的结论对热探测器也成立。 3、不同类型器件的响应率、机械强度、响应速度和使用条件等则不同。因此，具体选用器件时，要扬长避短，综合考虑。;1）由半导体材料制成的温差电堆，响应率很高，但机械强度较差，使用时必须十分当心。它的功耗很小，测量辐射时，应对所测的辐射强度范围有所估计，防止因电流过大烧毁热端的黑化金箔。保存时，输出端不能短路，要防止电磁感应。; 2）测辐射热计，响应率也很高，对灵敏面采取致冷措施后，响应率会进一步提高。 但它的机械强度也较差，容易破碎，所以使用时要当心。 它要求跟它相接的放大器要有很高的输入阻抗。流过它的偏置电流不能大，免得电流产生的焦耳热影响灵敏面的温度。; 3）热释电器件是一种比较理想的热探测器，机械强度、响应率、响应速度都很高。但只能测量变化的辐射，入射辐射的脉冲宽度必须小于自发极化矢量的平均作用时间，辐射恒定时无输出。 利用它来测量辐射体温度时，它的直接输出是背景与热辐射体的温差，而不是热辐射体的实际温度。所以，要确定热辐射体实际温度时，必须另设一个辅助探测器，先测出背景温度，然后再将背景温度与热辐射体的温差相加，即得被测物的实际温度。 另外，因各种热释电材料都存在一个居里温度，所以它只能在低于居里温度的范围内使用。;红外成像器件;45;46;作业