Błąd pomiaru termicznej stałej czasowej detektora piroelektrycznego wyznaczonej z odpowiedzi częstotliwościowej tego detektora

• Autorzy: Odon A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2015.08.09

Warianty tytułu

EN

Measurement error of thermal time constant of pyroelectric detector determined from his frequency response

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przybliżoną wartość termicznej stałej czasowej detektora piroelektrycznego można wyznaczyć z parametrów jego charakterystyki Bodego, jeżeli stosunek n termicznej i elektrycznej stałej czasowej osiąga odpowiednio dużą, niestety bliżej niesprecyzowaną w literaturze, wartość liczbową. W artykule zaprezentowano ścisły opis matematyczny zależności błędu pomiaru termicznej stałej czasowej detektora piroelektrycznego od wartości współczynnika n.

EN

Thermal time constant of the pyroelectric detector is usually determined from the cutoff frequency of his Bode plot. The method can provide good measurement results by assumption that the thermal and electric time constants are significantly different. In the literature there is no more specific suggestions of desired values of the factor n which describes the ratio between the thermal and electrical time constant. As a result of conducted studies the mathematical formula for determining measurement error of the thermal time constant as function of this factor n was obtained.

Słowa kluczowe

PL

detektor piroelektryczny; czułość napięciowa; termiczna stała czasowa

EN

pyroelectric detector; voltage responsivity; thermal time constant

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 91, nr 8
• Strony: 34--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Odon A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Pullano, S.A, Islam S.K., Fiorillo A.S., Pyroelectric sensor for temperature monitoring of biological fluids in microchannel devices, IEEE Sensors Journal, 14 (2014), n. 8, 2725-2730
• [2] Lew W., Lytken O., Farmer J. A., Crowe M., C., Campbell, C., T., Improved pyroelectric detectors for single crystal adsorption calorimetry from 100 to 350 K, Review of Scientific Instruments, 81 (2010), 024102-1-024102-9
• [3] Giovannetti G., Artwig V.,Francesconi R.,Landini L.,Benassi A., Study for a portable IR sensor to detect the blood temperature during coronary bypass implantation by pass implantation for a portable IR sensor to detect the blood temperature during coronary, Review of Scientific Instruments, 76 (2005), 084302- 1-084302-5
• [4] Karty katalogowe, Ophir Optronics Ltd, Laser measurement instruments,http://www.ophiropt.com/laser-measurementinstruments/ laser-power-energy-meters, (2015)
• [5] Capineri L., Lenzi F., Masotti L., Mazzoni M., CO2 Laser pulse monitoring instrument based on PVDF pyroelectric array, IEEE Sensors Journal, 5 (2005), 3, 520-529
• [6] Guggilla P., Batra A. K., Currie J. R., Aggarwal M. D., Alim M., Lala R. B., Pyroelectric ceramics for infrared detection applications, Materials Letters, 60 (2006), 1937-1942
• [7] Ferrari V., Marioli D., Masotti L., Mazzoni M., Taroni A., Comparisons between PZT and PVDF thick films technologies in the design of low-cost pyroelectric sensors, Review of Scientific Instruments, 75 (2004) n.1, 4906-4910
• [8] Satapathy S., Wadhawan V. K., Fabrication of pyroelectric laser-energy meters and their characterization using Nd:YAG laser of variable pulse-width, Sensors and Actuators, A 121 (2005), n. 2, 576-583
• [9] Lubomirsky I., Stafsudd O., Invited Review Article: Practical guide for pyroelectric measurements, Review of Scientific Instruments, 83 (2012), 051101-1-051101-18
• [10] Bennaji N, Mellouki I., Yacoubi N., Determination of thermal properties of graphite black-coating by photothermal and electro-pyroelectric techniques, Sensors&Transducers 27 (2014), 75-81
• [11] Capineri L., Masotti L., Mazzoni M., Pyroelectric PVDF sensor modeling of the temporal voltage response to arbitrarily modulated radiation, IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, 47 (2000) n. 6, 1406- 1412.
• [12] Ramos P., Meca F. J., Mendiola J., Martin E., A simple thermal and electrical model of an infrared pyroelectric detector using spice, Ferroelectrics, 271 (2002) n. 1, 379-384
• [13] Efthymiou S., Ozanyan K. B., Advanced Simulator of Pyroelectric Detector circuits and associated signal processing, Proc IEEE Africon11, (2011), 1-6
• [14] Smith, B., Amon, C.H., Simultaneous electrothermal test method for pyroelectric microsenors, Journal for Electronic Packaging, 129 (2007), 504-511
• [15] Odon A., Modelling and simulation of the pyroelectric petector using MATLAB/Simulink, Measurement Science Review, 10 (2010) n. 6, 195-199
• [16] Odon A., Pomiar termicznej stałej czasowej detektora piroelektrycznego przy wykorzystaniu jego odpowiedzi na skokowe pobudzenie promieniowaniem optycznym, Pomiary Automatyka Kontrola, 60 (2014) n.8, 577-579
• [17] Odon A., Wpływ kształtu modulowanego promieniowania optycznego na czułość napięciową detektora piroelektrycznego, Pomiary Automatyka Kontrola, 58 (2012) n.11., 997-999
• [18] Kao M. C., Chen H. Z., Yang S. L. , Chen Y. C., Hsieh P. T., Yu C. C., Pyroelectric Ta-modified LiNbO3 thin films and devices for thermal infrared detection, Thin Solid Films, 516 (2008) n.16, 5518–5522
• [19] Wu C.G., Li P., Cai G.Q., Luo W.B., Sun X.Y., Peng Q.X, Hang W.L, Quick response PZT/P(VDF-TrFE) composite film pyroelectric infrared sensor with patterned polyimide thermal isolation layer, Infrared Physics & Technology, 66 (2014), 34– 38
• [20] Peng Q. X., Wu C. G., Luo W. B., Chen C., Cai G.Q., Sun X.Y., Qian D. P., An infrared pyroelectric detector improved by cool isostatic pressing with cup-shaped PZT thick film on silicon substrate, Infrared Physics & Technology, 61 (2013), 313–318,
• [21] Whatmore R.W., Watton R., Pyroelectric materials and devices, in: Capper P., Elliott C.T. (Eds.), Infrared Detectors and Emitters: Materials and Devices, Kluwer Academic Publishers, Boston (2000), 99–147
• [22] Aggarwal M.D., Currie J.R., Penn B.G., Batra A.K. Lal R.B., Polymer-ceramic composite materials for pyroelectric infrared detectors: an overview, NASA/TM 215190, (2007)
• [23] Rogalski A., Infrared detectors, CRC Press Taylor&Francis Group, second edition (2000)