【红外传感器】相关性能术语和指标

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。