Болометры (термисторы или терморезисторы)
Для металлов:
R= R0 [1+ αт (Т - Т0)]
R0 – сопротивление при Т0
При комнатной температуре
Для полупроводников:
На порядок выше, чем у металлов.
Схемы включения.
Рис. 43
τ – много меньше, чем у ТЭ. Поток обычно модулируют.
;
При облучении потоком ∆Φ.
,
учитывая (*)
При работе с усилителем максимальная чувствительность при RΗ =R
При работе с гальванометром (исходя из максимально рассеиваемой мощности):
Материалы: металлы – платина, никель, золото;
Полупроводники – сплавы окислов никеля, кобальта, марганца.
Металлические болометры подсоединяют часто через трансформаторный вход.
UП
– постоянное или переменное
UП
Рис. 44
Чувствительный элемент помещают в корпусе. Окно из специальных стекол. Коэффициент поглощения чувствительного элемента ~0,996 – 0,998. Окно определяет спектральный диапазон БКМ- …, БМ…, БП…, БСГ…
Интегральная чувствительность 1-300 В/Вт.
Пороговый поток ~ 10-6÷10-9 Вт/см·Гц1/2
Сопротивления : 100÷400 Ом (металлы).
104÷106 Ом (п/п)
τ ~ 1-20 мс
fмод ~ 5÷50 Гц.
При охлаждении болометров: снижается шум, уменьшается теплоемкость, уменьшается τ, увеличивается αт.
Сверхпроводящие болометры: тантал, нитрид ниобия. Очень высокие характеристики ( чувствительность, пороговый поток).
Оптико-акустические пи
Pν =RΤ
δ =С1ΔΤ= С2ΔФ
Рис. 45
Д
ва
способа измерения δ:
– электрический
Рис. 46
-
мост переменного тока.
– оптический
или по отражению луча или через транспарант.
Используются: как неселективные – нагревается экран, от него – газ; как селективные – нагревается сам газ.
Используется в диапазоне 5-1000 мкм. ОАП разрабатываются в ГОИ (ЛОМО).
τ~10-30 мс.
Диэлектрические пи
Рис. 47
Тонкая пленка диэлектрика с сильной зависимостью ε от Т.
Полумост или мост переменного тока.
Пироэлектрические пи
Пироэлектрические кристаллы титаната бария, ниобат лития, триглицинсульфат, ЦТС – (цирконата -титаната свинца).
У сегнетоэлектриков при нагреве на поверхности появляются электрические заряды.
Пьезоэффект.
q=dII·F;
u= dII
·С·F
Эквивалентная схема
Рис. 48
Rкр~1-10 Гом
Cкр~1-10 пФ
τ~10-5÷10-7С
Толщина элемента 40-100 мкм.
Приемники полного поглощения радиации
Рис. 49
Интегральная чувствительность до 1000 В/Вт ( термопара 1-10, болометр ~ 50 В/Вт)
Пороговый поток до 10-10 Вт·Гц-1/2 ( болометр ~ 10 8 Вт/Гц1/2)
Встроенные предземлители.
IV. Координатные ПИ
Многоэлементные координатные фотоприемники (МКФ)
а) Двухплощадочные (однокоординатные)
ФД или ФР или болометр
α зависит от соотношений d, D и ℓ
Рис. 50
: Для ОАП используется
б) Двухкоординатный
2 моста
Рис. 51
2. Фотопотенциометр
