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1、施德恒等:测温仪低温段的温度分辨力和测温灵敏度及对测温精度的影响62∀激光杂志#2009年第30卷第3期LASERJOURNAL(Vol.30.No.3.2009)测温仪低温段的温度分辨力和测温灵敏度及对测温精度的影响1,221施德恒,刘玉芳,余本海1.信阳师范学院物理电子工程学院,河南信阳464000;2.河南师范大学物理与信息工程学院,河南新乡453007提要:简要介绍了一种利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件实现的发射率和温度测量仪(工作波长1.
2、5m、测温范围400至1100),着重讨论了该仪器低温段的温度分辨力受被测温度、波长带宽、A/D转换电路的设计、探测器的灵敏元尺寸以及测温灵敏度等的影响。得到如下结论:(1)温度越低,则温度分辨力就越低、进而仪器的测温精度也越低。因此只要400时的温度分辨力符合要求,则测温范围内的其它测温点都符合要求;(2)波长带宽越窄,则仪器的温度分辨力越低、相应的测温精度也就越低。反之,则越高。但波长带宽越宽,则进入探测器的干扰光就越多,从而导致其测温精度也不高。综合考虑这些因素后,仪器选择=20nm作为其工
3、作波长的带宽。采用优化设计的仪器参数、尤其是采用高探测率的InGaAs光电二极管作探测器后,在整个测温范围内的测温精度都不低于0.2%,符合设计要求。关键词:实时测温;测温灵敏度;测温精度;温度分辨力;发射率中图分类号:TN247文献标识码:A文章编号:0253-2743(2009)03-0062-02Studyontemperatureresolutionpowerandmeasurementsensitivityatlowertemperaturesanditseffectonmeasu
4、rementaccuracySHIDe-heng1,2,LIUYu-fang2,YUBen-hai11.CollegeofPhysics&ElectronicEngineering,XinyangNormalUniversity,Xinyang464000,China;2.CollegeofPhysics&InformationEngineering,HenanNormalUniversity,Xinxiang453007,ChinaAbstract:BasedontheKirchhofflaw,aprac
5、ticalreal-timeemissivityandtemperaturemeasurementinstrumenthasbeendeveloped.ThisinstrumentusesanInGaAsphotodiodeasthedetectorandusesalaserdiodeasthelightsource.Itsworkingwavelengthandtemperaturemeasurementrangeareof1.5mand400-1100,respectively.Theeffects
6、onthetemperatureresolutionpowerbythetemperature,bandwidth,A/Dconverter,sensitiveareaofthedetectorandtemperaturesensitivityarediscussedatlowertemperatures.Twoconclusionsaredrawn.Firstly,thelowerthetemperature,theworsethetemperatureresolutionpoweris.Thus,th
7、etemperatureresolutionpowermustfallintothespecificationsaslongasitisinaccordancewiththerequirementsat400.Andsecondly,thenarrowerthewavelengthbandwidth,thelowerthetemperatureresolutionpower,andtheworsethetemperaturemeasurementaccuracyis.Buttheaccuracyisals
8、olowwhenthewavelengthbandwidthistoowideduetothesurroundingradiation.Takingintoconsiderationthesefactors,theinstrumentchooses=20nmasitswavelengthbandwidth.Experimentalresultsshowthatthetemperaturemeasurement
