黑体辐射测量系统设计与实验研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：理学硕士学位论文黑体辐射测量系统设计与实验研究硕士研究生：马超指导教师：崔金辉副教授学科、专业：光学论文主审人：李庆波教授哈尔滨工程大学2014年3月万方数据分类号：密级：UDC：编号：理学硕士学位论文黑体辐射测量系统设计与实验研究硕士研究生：马超指导教师：崔金辉副教授学位级别：理学硕士学科、专业：光学所在单位：理学院论文提交日期：2013年12月10日论文答辩日期：2014年3月15日学位授予单位：哈尔滨工程大学万方数据ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.SciDesi

2、gnandExperimentalResearchonBlackbodyRadiationMeasuringSystemCandidate:MaChaoSupervisor:Prof.CuiJinhuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofScienceSpecialty:OpticsDateofSubmission:Dec.10th,2013DateofOralExamination:Mar.15th,2014University:HarbinEngineeringUniversity万方数据哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声

3、明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部

4、分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日万方数据黑体辐射测量系统设计与实验研究摘要任何物体在任何温度下都发射电磁波。对于某种特定的物体，其辐射出的电磁波相对于波长有一定的分布规律，这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因

5、而称之为热辐射。为了研究不依赖于物质本身特性的热辐射规律，物理学家引入了黑体这一理想模型，并发现了黑体辐射定律，为量子论的诞生奠定了基础，对红外探测、辐射测温、成像技术具有重要的理论和应用价值。本文首先介绍了热辐射的基本概念，论述了黑体辐射的三个定律并进行了理论计算。选择了火石玻璃棱镜作为光谱分光元件，以棱镜色散为理论依据，确定了黑体辐射的波长分布与棱镜折射角的关系，并设计了黑体辐射光谱扫描系统。该扫描系统采用步进电机作为分光计的角度执行机构，由单片机和ULN2003驱动芯片对步进电机的转动方向、转速及步进角进行控制。以热电堆作为黑体辐射的探测器，设计了放大电路和

6、滤波电路，通过仿真和实验测试，表明该系统具有灵敏度高，噪声低的优点。利用该系统对辐射源在不同温度下的光谱分布进行了测量，并进行了误差分析，与理论做了比较，验证了该系统的可行性。本系统具有原理简单，现象直观，操作简便等特点，对黑体辐射规律的应用具有实际意义。关键词：黑体辐射；棱镜分光系统；热电堆探测器万方数据哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractTheobjectsatanytemperaturecanradiatetheelectromagneticwaves,whichhaveaseriesofdistributionaccordingtowavelengt

7、h.Inordertoresearchthecharacteristicoftheradiation,peopleintroducedtheconceptofblackbodymodel,whichisnotdependentonthecharacteristicoftheobjects,butrelatedtotemperature,anditprovidedimportanttheoreticalbasisforinfrareddetection,radiationthermometryandthermalimagingtechnology.Therefore

8、,itpl