Sensor piroelèctric: diferència entre les revisions

Contingut suprimit Contingut afegit
Cap resum de modificació
m bot: -tal i com +tal com
Línia 29:
Per aplicacions de baixa freqüència és desitjable l'ús de sensors amb una elevada constant de temps tèrmica <math> \tau_{T}</math>. Per contra, en aplicacions d'alta freqüència com els analitzadors de polsos làser, la constant de temps tèrmica ha de ser reduïda dràsticament. Per tal d'aconseguir-ho el material piroelèctric es pot acoblar a un [[dissipador de calor]].{{sfn|Webster|Eren|2014|p=73-8}}
 
Quan hi ha flux de calor dins del cristall piroelèctric hi ha una sortida de calor des del costat oposat del volum, tal i com es pot veure a la figura 2. L'energia tèrmica entra al material piroelèctric pel costat ''a''. Com que l'altre costat, ''b'', està encarat a un ambient a més baixa temperatura hi ha una part de l'energia que es dissipa a l'entorn. Com que els costats ''a'' i ''b'' estan a diferents temperatures hi ha un flux constant de calor a través del material piroelèctric (que va de la temperatura de l'objectiu, ''a'', a la temperatura de l'entorn, ''b''). A causa d'això el voltatge i la càrrega del sensor mai retornen a zero, independentment del temps que passi. El corrent elèctric generat pel sensor piroelèctric té la mateixa forma que el corrent tèrmic que recorre el material. Una mesura acurada pot demostrar que mentre la calor flueixi el sensor generarà un voltatge constant <math>V_{0}</math> de magnitud proporcional al flux de calor.{{sfn|Webster|Eren|2014|p=73-8}}
 
== Circuit elèctric equivalent ==
Un sensor piroelèctric és, des del punt de vista de [[teoria de circuits]], un [[Condensador electrolític|condensador]] que es carrega elèctricament quan rep un flux de radiació infraroja. A causa d'això, aquest tipus de sensors no necessiten cap senyal d'excitació externa. Per obtenir una mesura només s'ha de dissenyar un circuit capaç de detectar la [[càrrega elèctrica]] dels elèctrodes del sensor.{{sfn|Webster|Eren|2014|p=73-5}}
 
El [[circuit elèctric]] equivalent d'un sensor piroelèctric està format per tres components en paral·lel, tal i com es pot veure a la figura 3: (1) un generador de corrent que crea una intensitat <math>i</math> segons el flux de calor; (2) un condensador amb una capacitància <math>C</math>; i (3) una resistència de fuita <math>R_{b}</math>.{{sfn|Webster|Eren|2014|p=73-5}} Sovint es connecta en paral·lel al material piroelèctric un resistor addicional, ja que la resistència de fuita, <math>R_{b}</math>, és molt elevada i sovint imprevisible. El valor de la resistència addicional és molt inferior a la de la resistència de fuita, tot i això generalment el seu valor continua sent de l'ordre de <math>10^{10} \Omega </math>.{{sfn|Webster|Eren|2014|p=73-6}}{{sfn|Fraden|2016|p=304}}
 
[[Fitxer:Pirosensor.svg|miniatura|Figura 3. Un sensor piroelèctric i el circuit elèctric equivalent.]]