物体吸收辐射，晶格振动加剧，辐射能转换成热能，温度升高。由于物体温度升高，与温度有关的物理性能发生变化。这种物体吸收辐射使其温度发生变化从而引起物体的物理、力学等性能相应变化的现象称为热效应。利用热效应制成的探测器称为热探测器。

由于热探测器是利用辐射引起物体的温升效应，因此它对任何波长的辐射都有响应，所以称热探测器为无选择性探测器，这是它同光子探测器的一大差别。热探测器的发展比光子探测器早，但目前一些光子探测器的探测率已接近背景限，而热探测器的探测率离背景噪声限还有很大差距。

辐射被物体吸收后转换成热，物体温度升高，伴随产生其他效应，如体积膨胀、电阻率变化或产生电流、电动势。测量这些性能参数的变化就可知道辐射的存在和大小。利用这种原理制成了温度计、高莱探测器、热敏电阻、热电偶和热释电探测器。

一、热敏电阻

热敏电阻的阻值随自身温度变化而变化。它的温度取决于吸收辐射、工作时所加电流产生的焦耳热、环境温度和散热情况。热敏电阻基本上是用半导体材料制成，有负电阻温度系数（NTC）和正电阻温度系数（PIC）两种。

热敏电阻通常为两端器件，但也有制成三端、四端的。两端器件或三端器件属于直接加热型，四端器件属于间接加热型。热敏电阻通常都制得比较小，外形有珠状、环状和薄片状。用负温度系数的氧化物半导体制成的热敏电阻测辐射热器常为两个元件：一个为主元件，正对窗口，接收红外辐射；另一个为补偿元件，性能与主元件相同，彼此独立，同封装于一管壳内，不接收红外辐射，只起温度补偿作用。

薄片状热敏电阻一般为正方形或长方形，厚约10 μm，边长为0.1～10 μm，两端接电极引线，表面黑化以增大吸收。热敏元件芯片胶合在绝缘底板上（如玻璃、陶瓷、石英和宝石等），底板粘贴在金属座上以增加导热。热导大，热时间常数相对较小，但同时降低了响应率。采用调制辐射辐照或探测交变辐射时，响应时间应短一些；采用直流辐照时，响应时间可以长一些，这时可将底板悬空并真空封装。

由于热敏电阻和光子探测器一样可做成浸没探测器，在保证所需视场的前提下可缩小探测器面积，仍能接收到原视场的辐射能量，所以提高了探测器的输出信号。但是对于背景噪声起主要作用的红外系统（或探测器），采用浸没技术不能提高系统（或探测器）的信噪比，因为在增大信号输出的同时也必然要增大噪声输出。有不少光子探测器已接近背景噪声限，而热探测器离背景噪声限还很远。

热敏电阻的应用较广，但基本的应用是测辐射热计。目前，室温热敏电阻测辐射热器的探测率D的数量级为108 cm·Hz1/2/W，时间常数为毫秒量级。由于它的响应时间较长，不能在快速响应的红外系统中使用。热敏电阻测辐射热器已成功地用于人造地球卫星的垂直参考系统中的水平扫描，在如测温仪这类慢扫描红外系统中有着广泛的应用。图9-13是热敏电阻测辐射热器工作电路。R1和R2为两个性能相同的热敏电阻，其中一个（假定为R1）为接收辐射的工作元件，另一个为补偿元件。RL1和RL2是两个性能稳定的电阻，其中一个的阻值可以调节。V0为所加直流工作电压，C为交流耦合电容。(www.daowen.com)

图9-13　热敏电阻测辐射热器工作电路原理图

二、超导红外探测器

有一些物质，当它处于某一温度时，其电阻率迅速变为零，这种现象称为超导现象。超导体主要用于制作两类红外探测器：一类是利用在超导转变温度范围内超导体电阻随温度明显变化这一特性做成测辐射热器；另一类是利用约瑟夫森效应制成约瑟夫森结探测器，在远红外区不仅探测率高，而且响应时间也很短。

用高温超导薄膜制备的探测器具有响应光谱宽、功耗小、探测率高、响应速度快、成品率高和价格相对低廉等优点，因此用它来制作单元、多元或焦平面器件都具有很好的发展前景。高温超导探测器是红外和亚毫米波谱区的一种性能十分优良的探测器。

三、热电偶和热电堆

热电偶是应用最早的热探测器，至今仍得到广泛的应用。热电偶是基于温差电效应工作的。因为单个热电偶提供的温差电动势比较小，满足不了某些应用的要求，所以常把几个或几十个热电偶串接起来组成热电堆。热电堆与热电偶相比可提供更大的温差电动势，新型的热电堆采用薄膜技术制成，因此称为薄膜型热电堆。

四、热释电探测器

热释电探测器是发展较晚的一种热探测器。目前不仅单元热释电探测器已成熟，而且多元列阵元件也成功地获得应用。热释电探测器的探测率比光子探测器的探测率低，但光谱响应宽，可在室温下工作，已在红外热成像、红外摄像管、非接触测温、入侵报警、红外光谱仪、激光测量和亚毫米波测量等方面获得了应用。