輻射接收面分為若干塊,每塊接一個熱電偶,把它們串聯(lián)起來,就構(gòu)成熱電堆。按用途不同,實用的熱電堆可以制成細絲型和薄膜型,亦可制成多通道型和陣列型器件。下圖是典型的熱電堆
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
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,可達幾十千歐姆,易于與放大器的阻抗匹配,可利用普通的運算放大器。
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。
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。
熱電堆紅外測溫傳感器