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1、第31卷第5期湖南大学学报(自然科学版)Vol.31,No.52004年10月JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)Oct12004文章编号:100022472(2004)0520110203X红外测温原理及误差分析12111晏敏,彭楚武,颜永红,曾云,曾健平(1.湖南大学应用物理系,湖南长沙410082;2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082)摘要:从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理,推导了它的数学模型,描述了物体的辐射功率与波长、温度之间的关系,即红外测温必须根据实际测温范围,选择
2、不同的工作波长.通过具体应用电路的实验数据,从环境、反射率、距离系数等几个方面,探讨和分析了测量精度的原因,得出了环境温度与被测目标温度之间的相互关系,验证了环境温度是红外测温产生误差的主要因素,并为消除测量误差提出了改进方法.关键词:黑体辐射;红外测温;环境;反射率;距离系数中图分类号:TN98文献标识码:APrincipleandErrorAnalysisofInfra2RedTemperatureMeasurement12111YANMin,PENGChu2wu,YANYong2hong,ZENGYun,ZENGJian2ping(1.Dept
3、ofAppliedPhysics,HunanUniv,Changsha410082,China;2.CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniv,Changsha410082,China)Abstract:Inthispaper,thetheoryandmathematicmodelofinfraredtemperaturemeasurementwasestablishedac2cordingtotheprincipleofblackbodyradiation.Thispaperdesc
4、ribedtherelationshipbetweenpower,wavelengthandtemperatureoftheobject,thatis,theinfraredtemperaturemeasurementmustmatchthedifferentworkwavelengthsinresponsetothetemperature.Weanalyzedthemainfactorsformeasurementaccuracy,suchasenvironment,reflectanceanddistancecoefficient.Thenweo
5、btainedtheinterrelationshipbetweentheambienttemperatureandobjecttemperaturefromanapplicationcircuitanditsexperimentdata.Wealsoprovedthatthemainreasonforinfraredtemperaturemea2surementerrorswasambienttemperature.Andfinally,animprovedmethodfortheeliminationofmeasurementerrorswasp
6、roposed.Keywords:blackbodyradiation;infraredtemperaturemeasurement;environment;reflectance;distancecoefficient在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁1红外测温原理及其构成波,其中就包含了波段位于0.75～100μm的红外线.红外测温仪正是利用这一原理制作而成的,因其具有当处于某一背景的被测物体辐射的能量通过大非接触的特性,在对有一些距离、运动的和有危险性气媒介传输到红外测温仪上时,它内部的光学
7、系统的物体进行温度测量时,具有安全、快速、可靠、方便将目标辐射的能量会聚到探测器(传感器),并转换等优势,对它进一步的研究,无论是在军事上,还是在成电信号,再通过放大电路、补偿电路及线性处理[1,2]其它国民经济领域里,均具有非常重要意义.后,在显示终端显示被测物体的温度.它的构成如图X收稿日期:2003210222基金项目:湖南省重点科技攻关资助项目(20020523)作者简介:晏敏(1963-),男,湖南长沙人,湖南大学讲师E2mail:yanmin6378@tom.com第5期晏敏等:红外测温原理及误差分析1111所示,由光学系统探测器、信号处
8、理电路及显示终情况下,物体辐射的功率总是小于黑体的功率,即物端等组成.核心是红外探测器,它把入射辐射能变换体
