Termometro auricolare
U.S. Patent 4.797.840 by Jacob Fraden
Sensore di radiazione IR• Materiale piroelettrico: presentano una
polarizzazione dielettrica spontanea che varia con la temperatura (ad esempio da un sottile strato di Tantalato di Litio con elettrodi metallici depositati sulle due facce).
• Quando la temperatura del sensore varia anche la polarizzazione (e la carica) del condensatore, producendo una debole corrente alternata (dell’ordine di 10-12÷ 10-10 A).
Circuiti per la lettura
Chargegeneratorq = KT
Rp Cp Cc Ca
+iAmplifier = 0 o
-
R = Ra Rp /(Ra+ Rp ) » Ra
C = Cp + Cc + Ca
Charge
generatoris = dq/dt=KdT/dt
is
C RiC
iR+
ia= 0
o
-
Ra
€
iS = iC + iR
v0 = vC =1
C
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟ iCdt∫
iS − iR =Cdv0
dt
⎛
⎝ ⎜
⎞
⎠ ⎟=K
dT
dt−v0
R
V0(s)
T(s)=KSsτ
sτ +1
KS=K/C sensibilità, V/°C
=RC costante di tempo C KS
R
+ FET
Sensore piroelettrico
C
is
isRisC
dqs/ dt = is = K dT/dt
L’amplificatore trasferisce la carica generata dal sensore piroelettrico alla capacità C
€
v0 = −1
CKdT
dtt∫ dt = −
K
CdT
t∫
Schema termometro
Sensore piroelettrico
Polyvinylidene fuoride (PVDF)
5-100 micron
Guida per la radiazione IR
Circuito di lettura
SegnaleOtturatore: si apre in 5-25 ms, tempi di apertura 200 ms
€
Vir = f (Ta )(TS4 −Ta
4 )
€
f (Ta ) = a0 + a1T + a2T2 + a3T
3 + ....
€
TS = (Vir / f (Ta ) +Ta4 )
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Circuiti di calibrazionePiezoelettricità
Piroelettricità
Ulteriore applicazione
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