測(cè)輻射熱計(jì)是一種熱紅外探測(cè)器。為了獲得顯著的加熱，它必須通過具有低熱導(dǎo) G的支撐件與其散熱器（通常是基板）進(jìn)行熱絕緣。輻射熱計(jì)中的有源元件通常是具有大電阻溫度系數(shù) (TCR) 的電阻器。因此，當(dāng)探測(cè)器被入射紅外輻射加熱時(shí)，電阻會(huì)發(fā)生顯著變化。
這種輻射熱計(jì)的基本熱框圖如圖 12.1所示。紅外探測(cè)器
微測(cè)輻射熱計(jì)的熱框圖，列出了控制微測(cè)輻射熱計(jì)行為的關(guān)鍵部件和物理量：熱電容、熱導(dǎo)、入射功率、像素溫度和散熱器。
不同入射熱輻射的影響會(huì)造成暫時(shí)的熱不平衡，因?yàn)橄袼匚蛰椛洳⒈壬崞鞲斓厣郎亍Ｏ袼氐臒崛萘?C 決定響應(yīng)速率，熱平衡由下式描述
α
其中P是入射紅外功率，x是吸收系數(shù)，T 0是散熱器溫度。因此，在穩(wěn)態(tài)下，輻射熱計(jì)的溫度升高與吸收功率成正比，與熱導(dǎo)率成反比：高熱隔離導(dǎo)致更多熱量。通過求解上述微分方程，達(dá)到新熱平衡的熱時(shí)間常數(shù) τ 由 τ = C / G給出。很明顯，當(dāng)像素加熱最大時(shí)信號(hào)最大，這是通過優(yōu)化吸收效率和降低熱導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)的克。給定恒定的溫升，像素材料的 TCR 越高，信號(hào)就越高。
對(duì)于實(shí)際實(shí)施，只有熱隔離要求 ( G ) 將微測(cè)輻射熱計(jì)與其他需要測(cè)量周圍溫度而不是入射輻射的溫度傳感器區(qū)分開來。熱隔離可以通過去除大部分底層材料來實(shí)現(xiàn)，就像在體硅微加工中所做的那樣。幾乎在所有微測(cè)輻射熱計(jì)實(shí)施中使用的一項(xiàng)卓越技術(shù)涉及表面微加工：在最后一個(gè)工藝步驟中去除犧牲層，從而形成懸浮結(jié)構(gòu)。