Сравнение тепловых приемников

 

В табл. 7.2 приведены основные параметры тепловых приемников.

В термобатареях сигнал формируется из-за появления электродвижущей силы D V.

В болометрах изменение температуры приводит к изменению концентрации и подвижности носителей заряда, и сигнал проявляется в изменении сопротивления D R.

В пироэлектрических приемниках изменение температуры обнаруживается по изменению диэлектрической постоянной и спонтанной поляризации. Сигнал формируется изменением поляризации D Q.

 

Таблица 7.2. Основные параметры тепловых приемников

Тип приемника	Зависи мость сигнала от температуры	Основная характеристика	K	Среднеквадратичес кая мощность электрических шумов	Мощ ность смеще ния
Термопара	~D T				нет
Болометр	~ T		IRa	4 kTR	I 2 R
Пироэлектрик	~				нет
Диод с прямым смещением	~ T		a		IV

1. На практике термопары широко используются на низких частотах, включая режим постоянного освещения, но они вытесняются пироэлектрическими приемниками и болометрами, имеющими лучшие характеристики на высоких частотах. Термопары определяют разность температур по разнице между холодным и нагретым спаями. При этом холодный спай, играющий роль температурного эталона, монтируется на теплоотводе, поэтому термопара, в отличие от болометра, не требует температурной стабилизации. Эталон температуры расположен внутри термопарного приемника, поэтому нет необходимости в модуляции.

2. Болометры можно сочетать с иммерсионной оптикой, что обеспечивает очень хорошую чувствительность и время отклика» 1 мс.

В болометре требуется стабилизация температуры, поскольку изменение температуры чувствительного элемента из-за внешнего ИК-излучения намного меньше, чем из-за изменения рабочей температуры. Кроме того, трудно сделать предусилитель, чувствительный к изменениям сопротивления во всем возможном диапазоне рабочих температур.

- В болометрах для увеличения температурной зависимости сопротивления часто используют термоэлектрические материалы с фазовым переходом,

- Рабочую температуру необходимо поддерживать близкой к температуре перехода. В этом случае также необходим контроль рабочей температуры.

- Болометр также не нуждается в модуляторе, потому что он измеряет значение температуры.

3. Для пироприемника

- модулятор необходим, поскольку он реагирует на разность температур.

-В пироэлектрических приемниках для увеличения температурной зависимости диэлектрической постоянной часто используют термоэлектрические материалы с фазовым переходом,

- и рабочую температуру необходимо поддерживать близкой к температуре перехода.

В этом случае также необходим контроль рабочей температуры.

- Более того, пироприемник вообще нельзя использовать при значительной вибрации из-за шумов, обусловленных микрофонным эффектом.