В тепловых ФД взаимодействие лучистого потока с веществом приводит к появлению температурного поля в чувствительном элементе и, как следствие, к повышению его температуры. При таком изменении термодинамического состояния системы решетка— электроны увеличивается энергия электронов и изменяются их электрические свойства.
В основе принципа действия термоэлемента (ТЭ) лежит принцип термопары — термоэлектрический эффект Зеебека, который заключается в появлении термо-э. д. с. в цепи, состоящей из двух разнородных по составу проводников при нагревании падающим лучистым потоком места их спая. При переменной температуре вдоль проводника электроны с горячего конца диффундируют в направлении, обратном температурному градиенту, так как они имеют более высокую энергию и скорость, чем на холодном конце. В результате на холодном конце возникает отрицательный заряд, а на горячем — положительный.
Принцип действия болометра основан на изменении электрического сопротивления полупроводника или металла под действием падающего на него лучистого потока при изменении его температуры. Чувствительный слой болометра выполняют обычно в виде металлической или полупроводниковой пленки, представляющей собой термосопротивление. Конструктивно чаще всего болометр содержит два термочувствительных сопротивления, одно из которых облучается лучистым потоком, а второе — компенсационное — компенсирует изменение температуры внешней среды.
Принцип действия радиационного калориметра состоит в тепловом воздействии потока излучения иа массивный, конструктивно развитый приемный элемент, повышение температуры которого, пропорциональное потоку излучения, измеряется с помощью термопар, термосопротивлений, пироактивных элементов либо емкостных датчиков. По форме приемного элемента радиационные калориметры делят на плоские и полостные, а по виду агрегатного состояния материала приемного элемента — на твердотельные и комбинированные, когда в твердотельной оболочке за прозрачным входным окном содержатся поглощающий газ или жидкость.
