1 Ãberblick über die Sensorik
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118 3.5 Pyroelektrische Temperatursensoren 119<br />
3.5 Pyroelektrische Temperatursensoren<br />
Wie in Abschnitt 3.3.4 erläutert, ist es ein typisches Kennzeichen ferroelektrischer<br />
Werkstoffe, daß <strong>die</strong> spontane (permanente) Polarisation bei Temperaturen oberhalb<br />
der Curie-Temperatur T C zusammenbricht, weil in <strong>die</strong>sem Fall der Entropiefaktor in<br />
der freien Energie (2.1-1) den entscheidenden Einfluß bekommt. In Bild 3.5-1 ist <strong>die</strong><br />
Temperaturabhängigkeit der Polarisation dargestellt, sie hat weitgehend denselben<br />
Verlauf wie <strong>die</strong> Temperaturabhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung (Band 1, Abschnitt<br />
7.1.4).<br />
Bild 3.5-1<br />
Temperaturabhängigkeit der spontanen elektrischen Polarisation von ferroelektrischen<br />
Werkstoffen<br />
Die Abhängigkeit der elektrischen Polarisation von der Temperatur berzeichnet man<br />
als reinen pyroelektrischen Effekt. Neben den technisch besonders wichtigen ferroelektrischen<br />
Werkstoffen gibt es weitere pyroelektrische Werkstoffe, <strong>die</strong> nicht ferroelektrisch<br />
sind: Aufgrund der Kristallanisotropie ist z. B. bei Turmalin (s. Abschnitt<br />
4.2.1) <strong>die</strong> Richtung der elektrischen Polarisation nicht umpolbar. Auch eine –<br />
bei Dielektrika durch Einwirkung einer äußeren elektrischen Feldstärke oder bei den<br />
piezoelektrischen Werkstoffen (Abschnitt 4.2) durch Einwirkung einer mechanischen<br />
Spannung – induzierte Polarisation nimmt mit der Temperatur ab. Bei den organischen<br />
Elektreten, wie Polyvinyldifluorid (PVDF) entsteht <strong>die</strong> permanente elektrische<br />
Polarisation erst nach Anlegen eines elektrischen Feldes: Hierdurch werden<br />
<strong>die</strong> polaren CF 4 –Gruppen umgeordnet und bleiben bei Raumtemperatur über längere<br />
Zeiträume (Jahre) in <strong>die</strong>sem Zustand.<br />
Eine zusätzliche Temperaturabhängigkeit der Polarisation (falscher pyroelektrischer<br />
Effekt) entsteht durch <strong>die</strong> thermische Ausdehnung des Dielektrikums in Ver-
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