具有零点温度补偿的热释电传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有零点温度补偿的热释电传感器，该热释电传感器包括基座、封帽、引脚、滤光片、第一热释电探测元、前置放大器、第二热释电单元、遮光元件；基座的上端对应插接在封帽的下端内；引脚设置在所述基座的下端；前置放大器设置在所述上凸台上表面；第一热释电探测元与前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；第二热释电探测元与前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；第一热释电探测元与第二热释电探测元电连接，且两者相邻放置；遮光元件设置在第二热释电探测元外表面上；封帽的顶端设置有一开口，滤光片设置在所述封帽的顶端开口内侧。该热释电传感器能够将温度影响降低到最小，使热释电传感器的测量结果更为精确。

【技术实现步骤摘要】
具有零点温度补偿的热释电传感器
本技术涉及传感器领域，具体而言涉及一种具有零点温度补偿的热释电传感器。
技术介绍
红外热释电传感是微电子与固体电子领域的一种集成设计，广泛用于消防、化工气体的检测并智能量化显示气体参数、红外检测报警、红外遥控、光谱分析等领域。环境温度的变化会影响热释电传感器内部组件的特性，使传感器的信号和噪声发生偏移，特别是温度梯度会使传感器的输出信号产生波动，增加输出的不稳定性。热释电传感器的响应率、偏置电压和噪声都随温度升高而增大，其中，响应率与温度成线性关系，偏置电压在温度越高时增加越快，噪声则在门电阻阻值越大时增加越明显。温度梯度会使热释电传感器产生一个极大的低频信号，甚至超出前置放大器的工作范围，对前置放大器造成损坏，这种影响的程度与热释电传感器的时间常数有关，时间常数越大，传感器对温度梯度越敏感。门电阻阻值越小的传感器稳定性越高。但是，门电阻阻值的平方根与噪声成反比，当门电阻的阻值减小时，传感器的噪声会同时增大。例如，当我们通过减小门电阻的阻值使传感器的稳定性提高到原来的9倍时，传感器的探测率也会降至原来的三分之一。改善传感器结构，可以减小时间常数，降低温度梯度的影响，但是无法将温度梯度影响降低到理想情况。急需一种能够温度补偿且不影响其他性能参数的热释电传感器。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种具有零点温度补偿的热释电传感器，该热释电传感器能够将温度影响降低到最小，使热释电传感器的测量结果更为精确。为达成上述目的，本技术提出一种具有零点温度补偿的热释电传感器，所述热释电传感器包括基座、封帽、引脚、滤光片、第一热释电探测元、前置放大器、第二热释电单元、遮光元件；所述基座的上端设置有上凸台，该上凸台的外径小于等于所述封帽的内径，基座的上端对应插接在封帽的下端内；所述引脚设置在所述基座的下端；所述前置放大器设置在所述上凸台上表面，其输出端与所述引脚连接；所述第一热释电探测元与所述前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；所述第二热释电探测元与所述前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；所述第一热释电探测元与所述第二热释电探测元电连接，且两者相邻放置；所述遮光元件设置在所述第二热释电探测元外表面上；所述封帽的顶端设置有一开口，该开口位于所述第一热释电探测元和第二热释电探测元正上方；所述滤光片设置在所述封帽的顶端开口内侧，贴附在封帽顶端内壁上；所述封帽内腔为真空状态。进一步的实施例中，所述上凸台侧面与封帽内壁之间的缝隙填充有绝缘密封材料。进一步的实施例中，所述滤光片为带通滤光片。进一步的实施例中，所述封帽采用金属材质。进一步的实施例中，所述上凸台侧面与封帽内壁之间的缝隙填充有绝缘密封材料。进一步的实施例中，所述滤光片为带通滤光片。进一步的实施例中，所述前置放大器、第一热释电探测元与第二热释电探测元集成封装在单个芯片内。进一步的实施例中，所述第一热释电探测元包括热释电晶体，以及镀在热释电晶体两面的金属电极；所述第二热释电探测元与第一热释电探测元结构相同。进一步的实施例中，所述前置放大器为场效应管，该场效应管的源极电阻小于等于100KΩ。进一步的实施例中，所述第一热释电探测元的正极与所述第二热释电探测元的负极相连，再连接至所述前置放大器的栅极；所述第一热释电探测元的负极与第二热释电探测元的正极相连，再连接至所述前置放大器的源极。进一步的实施例中，所述第一热释电探测元的正极连接至所述前置放大器的栅极；所述第一热释电探测元的负极与第二热释电探测元的负极连接；所述第二热释电探测元的正极连接至所述前置放大器的源极。由以上本技术的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于，本技术的具有零点温度补偿的热释电传感器，能够将温度影响降低到最小，使热释电传感器的测量结果更为精确。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本技术的各个方面的实施例，其中：图1为本技术的实施例一的热释电传感器结构剖视图。图2为本技术的实施例一的热释电传感器电路图。图3为本技术的实施例二的热释电传感器电路图。图4为本技术的温度补偿传感器与传统非温度补偿传感器受温度梯度影响比较。图5为本技术的温度补偿传感器与传统非温度补偿传感器对瞬变温度响应比较。具体实施方式为了更了解本技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。结合图1，本技术所提及的热释电传感器100，该热释电传感器100包括基座10、封帽30、引脚20、滤光片40、第一热释电探测元60、前置放大器50、第二热释电单元60’、遮光元件70。基座10的上端设置有上凸台，该上凸台的外径小于等于封帽30的内径，基座10的上端对应插接在封帽30的下端内，上凸台侧面与封帽30内壁之间的缝隙填充有绝缘密封材料。引脚20设置在基座10的下端，用于将电信号引出。前置放大器50设置在上凸台上表面，其输出端与引脚20连接。第一热释电探测元60与前置放大器50电连接，并设置在前置放大器50上方。第二热释电探测元60’与前置放大器50电连接，并设置在前置放大器50上方。第一热释电探测元60与第二热释电探测元60’电连接，且两者相邻放置。遮光元件70设置在第二热释电探测元60’外表面上。封帽30的顶端设置有一开口301，该开口301位于第一热释电探测元60和第二热释电探测元60’正上方。滤光片40设置在封帽30的顶端开口内侧，贴附在封帽30顶端内壁上，滤光片40为带通滤光片，使特定波长的红外辐射选择性地通过，到达第一热释电探测元60，在其截止范围外的红外辐射则不能通过。前置放大器50、第一热释电探测元60与第二热释电探测元60’集成封装在单个芯片内。第一热释电探测元60包括热释电晶体，以及镀在热释电晶体两面的金属电极，第二热释电探测60’元与第一热释电探测元60结构相同。第一热释电探测元60是热释电传感器的核心元件，它是在热释电晶体的两面镀上金属电极后，加电极化制成，相当于一个以热释电晶体为电介质的平板电容器。当第一热释电探测元60受到非恒定强度的红外光照射时，产生的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有零点温度补偿的热释电传感器，其特征在于，所述热释电传感器包括基座、封帽、引脚、滤光片、第一热释电探测元、前置放大器、第二热释电单元、遮光元件；所述基座的上端设置有上凸台，该上凸台的外径小于等于所述封帽的内径，基座的上端对应插接在封帽的下端内；所述引脚设置在所述基座的下端；所述前置放大器设置在所述上凸台上表面，其输出端与所述引脚连接；所述第一热释电探测元与所述前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；所述第二热释电探测元与所述前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；所述第一热释电探测元与所述第二热释电探测元电连接，且两者相邻放置；所述遮光元件设置在所述第二热释电探测元外表面上；所述封帽的顶端设置有一开口，该开口位于所述第一热释电探测元和第二热释电探测元正上方；所述滤光片设置在所述封帽的顶端开口内侧，贴附在封帽顶端内壁上；所述封帽内腔为真空状态。

【技术特征摘要】
1.一种具有零点温度补偿的热释电传感器，其特征在于，所述热释电传感器包括基座、封帽、引脚、滤光片、第一热释电探测元、前置放大器、第二热释电单元、遮光元件；所述基座的上端设置有上凸台，该上凸台的外径小于等于所述封帽的内径，基座的上端对应插接在封帽的下端内；所述引脚设置在所述基座的下端；所述前置放大器设置在所述上凸台上表面，其输出端与所述引脚连接；所述第一热释电探测元与所述前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；所述第二热释电探测元与所述前置放大器电连接，并设置在前置放大器上方；所述第一热释电探测元与所述第二热释电探测元电连接，且两者相邻放置；所述遮光元件设置在所述第二热释电探测元外表面上；所述封帽的顶端设置有一开口，该开口位于所述第一热释电探测元和第二热释电探测元正上方；所述滤光片设置在所述封帽的顶端开口内侧，贴附在封帽顶端内壁上；所述封帽内腔为真空状态。2.根据权利要求1所述的具有零点温度补偿的热释电传感器，其特征在于，所述上凸台侧面与封帽内壁之间的缝隙填充有绝缘密封材料。3.根据权利要求1所述的具有零点温度补偿的热释电传感器，其特征在于，所述滤光片为带通滤光片。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈物平，马寅晨，殷道飞，吴志亮，
申请(专利权)人：南京朗坤自动化有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32