【红外传感器】相关性能术语和指标
创始人
2024-11-12 16:09:24

概述

总结红外热传感器的相关性能术语和指标,这里的红外热传感器典型代表有红外热电堆传感器、红外热释电传感器等。


文章目录

  • 概述
  • 一、背景温度(Background Temperature)
  • 二、偏置电压(Bias Voltage)
  • 三、暗电流(Dark Current)
  • 四、暗电阻(Dark Resistance)
  • 五、D-Star (D*)
  • 六、负载电阻(Load Resistor)
  • 七、电阻率(Resistivity)
  • 八、响应度(Responsivity)
  • 九、上升时间-下降时间(Rise Time-Fall Time)
  • 十、RMS 噪声电压或电流(RMS Noise Voltage or Current)
  • 十一、噪声等效功率(Noise-Equivalent-Power,NEP)
  • 十二、光电导探测器(Photoconductive Detector)
  • 十三、光伏探测器(Photovoltaic detector)
  • 十四、RMS 信号电压或电流(RMS Signal Voltage or Current)
  • 十五、光谱响应(Spectral Response)
  • 十六、时间常数(Time Constant)


一、背景温度(Background Temperature)

探测器观察到的所有辐射源的有效温度,不包括信号源。


二、偏置电压(Bias Voltage)

施加到检测器电路的电压,通常为直流电压;有时称为最佳偏压(optimum bias),用于给出最佳信噪比的值,最大偏压用于产生最大信号电压输出的值,当以反向模式施加到固体晶体探测器的 P-N 结以增加响应速度或增加长波长响应。


三、暗电流(Dark Current)

在没有信号辐射入射到检测器元件的情况下,操作时检测器电路中测得的电流。


四、暗电阻(Dark Resistance)

当没有辐射入射到探测器上时,探测器两端的直流电压与通过探测器的直流电流之比。


五、D-Star (D*)

灵敏度的相对测量,用于比较不同探测器的探测能力。 D* 是辐射功率入射到探测器活动区域时在 1 Hz 带宽的特定电频率下的信噪比。


六、负载电阻(Load Resistor)

与检测器元件和偏置电压串联的电阻元件;通常与探测器的暗电阻相匹配。


七、电阻率(Resistivity)

薄膜探测器的平方面积电阻,其中 L 和 W 相等; L 是电极之间的间距,W 是检测器有效区域的长度。

电阻率是检测器元件温度和辐照度水平的函数。


八、响应度(Responsivity)

指从入射到检测器元件上的辐射输出的信号的值。探测器具有最大光谱响应的值称为峰值响应率(peak responsivity)。它是检测器面积、波长和电路参数的函数。


九、上升时间-下降时间(Rise Time-Fall Time)

上升时间和下降时间是信号响应从最大观测信号值的 10% 上升到 90% 和从 90% 下降到 10% 所需的时间(以秒为单位)。当探测器暴露于信号辐射功率脉冲时,就会发生这种情况。


十、RMS 噪声电压或电流(RMS Noise Voltage or Current)

与信号辐射功率不相干的电输出(电压或电流)元素,通常在没有信号辐射入射到探测器元件上的情况下测量,并且与探测器面积有关。它是频率响应、噪声等效带宽、工作温度、其他电路参数(例如负载电阻)以及在某些情况下检测器立体角和背景温度的函数。


十一、噪声等效功率(Noise-Equivalent-Power,NEP)

检测器元件区域上产生信噪比为 1 所需的信号辐射功率,并指示最小可检测辐射水平; NEP值越小,性能越好。


十二、光电导探测器(Photoconductive Detector)

一种光子探测器,其电导率随着入射辐射功率的增加而增加。


十三、光伏探测器(Photovoltaic detector)

具有 p-n 或 p-i-n 结的光子探测器,可将辐射功率直接转换为电流;也称为光电二极管。


十四、RMS 信号电压或电流(RMS Signal Voltage or Current)

与单色或黑体输入信号辐射功率一致的电输出(电压或电流)元素。它是电频率、信号功率、频谱特性、工作温度和其他电路参数(例如负载电阻和偏置电压)的函数。


十五、光谱响应(Spectral Response)

大多数情况下,这显示为 D* 与波长的关系,通常以图表的形式呈现,显示相对信号作为入射辐射功率波长的函数。


十六、时间常数(Time Constant)

当探测器暴露于方波辐射脉冲时,探测器响应速度的测量值。

上升时间常数是信号电压达到其渐近值的0.63倍所需的时间。

衰减时间常数是信号电压衰减到渐近值的0.37所需的时间。这也可以通过确定信号响应为其最大值的 0.707 时的斩波频率来测量。

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