Рис. 3. Принципиальная схема ППИ
Выбор материалов для ППИ
и ПП требует детального анали-
за при каждой конкретной раз-
работке. Проведены оценки пре-
дельно достижимых значений
критериев качества. Установле-
но [6], что для критерия
M
2
вы-
полняется неравенство
M
2
=
γC
−
1
1
(
εε
0
)
−
1
6
T
−
1
γ
−
1
.
Ни один из полимерных сег-
нетоэлектриков не приближает-
ся по критерию к пределу и ху-
же его, по крайней мере, на по-
рядок.
Выраженные пироэлектрические свойства электроактивных пле-
ночных материалов дают возможность использовать эти материалы
в качестве чувствительных элементов ППИ практически любых воз-
действий, энергию которых можно трансформировать в теплоту (от
ионизирующего излучения до микроволн). На рис. 3 приведена прин-
ципиальная схема ППИ. Датчик представляет собой плоскопараллель-
ную однородную пластинку пироэлектрика
1
с нанесенными на ее
поверхность токопроводящими электродами
2
и
3
. Вектор остаточной
(спонтанной) поляризации направлен перпендикулярно торцевым по-
верхностям. Со стороны электрода
3
, покрытого поглощающим сло-
ем
4
, на датчик действует импульс излучения с плотностью потока
Φ(
t
)
, Вт/м
2
(
t
— время). Пироприемник включен в измерительную цепь
с входным сопротивлением
R
e
и входной емкостью
C
e
. Зачерненный
слой, нанесенный поверх электрода, обеспечивает более эффективное
широкополосное поглощение падающего излучения.
Электрический отклик пироэлектрика на тепловое воздействие
определяется величиной его спонтанной поляризации
P
c
(размер-
ность Кл/м
2
) и степенью разогрева. Общепринятым параметром,
характеризующим пироактивность материала, является пироэлектри-
ческий коэффициент
γ
[5], измеренный при отсутствии каких-либо
механических воздействий, препятствующих тепловому расширению
образца (механическое напряжение
σ
= 0)
. Согласно этому условию
γ
= (
∂P
c
/∂T
)
σ
=0
(
Км/м
2
∙
K
)
,
где
Т
— температура.
Режимы работы пироприемника определяются решением диффе-
ренциального уравнения для эквивалентной электрической схемы,
представленной на рис. 3.
94 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 2
