红外测温仪检定误差原因剖析及对策.pdf

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1、学术论文上海计量测试—匝匝墨墨墨匠国红外测温仪检定误差原因剖析及对策史恩忠杨宝华／马鞍山市计量测试研究所摘要介绍黑体炉及红外测温仪的基本工作原理。分析红外测温仪检定时测量误差产生的原因，并提出了减小误差的措施和方法。关键词红外测温仪；黑体炉；测量误差；措施方法0引言其内部光学系统将物体的红外辆射能}『=聚到探测接式洲温仪l：外测温仪卡H比具有多优点，器(传感器)，并转换成电信号，洱通过放大电路、现已被广泛用于冶金、化、电力等许多领域，补偿电路技线性处理后，终端显／J被测物体的温度在测量计量rf1发挥符大的作用婴保证红外洲温光学系统{l=集其视场内的日标红

2、外辅射能量，视场仪量值传递的准确口J‘靠，做好定期的柃定校准是必的大小r}1测温仪的光学零件以及佗决定．红外能须的，然『n怎样／j能做好红外测温仪的榆定校准?量聚焦在光电探测器并转换为呵测鞋的电信号=在以标准体炉作为手标准器榆定红外洲温仪的该信号经过放大器干u信号处理电路，按照仪器内部实际作【{J，常仃濉度滇数偏差较大、榆定数据难的计算和日标发射率校后转变为被测rI标的辅射以判断的情况此，探讨红外测温仪榆定误差广：温度值0除此之外，还应考虑¨标和洲温仪所住生的原因及卡H应的解决办法，就得尤为承要的环境条件，如温度、娴雾、埃、污染和干扰等1基本原理囚素对性

3、能指标的影响故修正力‘法1．1黑体炉2红外测温过程中的误差分析红外测温仪所洲得的温度是物体的辐射温度而红外测温仪通过接收¨标物体的辐射能量来测不是物体的实际温度红外测温仪的标准化检定力鼗表lf自『温度ff{于红外测温是接触式的，致法足采用标准黑体炉检定11-21。黑体炉是一种实用的在测量过程中会仃在着各种误差影响差的素黑体辐射源，黑体腔体放在特定的恒温场叶1，它很多，除r仪器本身的【天]素外．婴表现在以下几是黑体空腔沦I实际洲温中的具体应片j黑体个厅炉一般都是HI加热体和发射近似黑体辐射的腔体组2．1距离系数成。中温黑体炉(300～l200。(：)一般用

4、电阻丝加热，距离系数(=S：D)是外洲温仪探头刮被炉管中间部化放皆黑体卒腔．通过精确的自动控温测I_]标之问的距离S_j被测日标直径D的比值(这调整，黑体腔体所区域的技术指标：水平温差不的被洲日标直径指标准黑体炉的腔Ij直径，也即大于0．05。I，乖卣温差大于0．10。(：；温度波动度辐射源靶直径)它对红外测温仪的洲城准确度有不大于±0．I。(：／10rnin辐射黑体源的腔体置于这很大影响，值越大，光学分辨力越高在实际的样的l作区域内，靶的温度均匀性小于1．0。(，检定校准I作【l}j，许多人忽略了洲温仪对距离系数控温稳定度大于0．3：／10rain宅腔

5、采片】小锈钢的要求。小管被测目标点直径D的大小，这样测量或镍镉合制成，并在高温下进充分氧化发黑处得到的结果会有一定的误差例如，用距离系数为理，以提高其表的发射牢，其有效发射率可达到S：D=8：l的测温仪．测量距离J、满足表l的要求0．995因此，如果测温仪于测量条件限制必须安装1．2红外测温仪在远离同标之处，而又要测量较小的f=I标，就应选r外洲温仪足据物体的红外辐射特性，依靠择离光学分辨力的测温仪，以减小测苗差，需要IlllllIII圆统c，一t，21学术论文■匝匝匿墨匝墨圈上海计量测丧弋表1测量距离与目标直径对应值2．4响应时间和环境因素l550l0

6、02o0响应时间表示红外测温仪对被测温度变化的反<120<400<800<16OO应速度，定义为到达最后渎数的95％能量所需要的指的足，在用测温仪瞄准测量日标进行f!l!IJ量时，时间它与光电探测器、信号处电路技示系统被测日标的直径足不变的，而测温仪的测量距离要的时间常数有父。外测温仪响应时IhJ的选择求应根据测量结果的实际情况来确定：即遵循示值被测r1标的情况卡H适J、如果被测f]标的运动速度最大化原则，住规定的测量距离_j，以测温仪对被很快或温度变化的速度很快，嘤选用快速响应的测测目标测量结果巾的最大值所对应的距离来确定测温仪，否则达到足够的信号响，

7、会降低测挝准温仪的实际测量离确度；对于静止的日标或温度变化速度慢的目标，2．2测量的方向与角度则测温仪的响应时间呵以放宽要求此外，环境温红外测温仪从物体接收到的辐射能量大小IF度的较大变化将影响红外测温仪的测量准确度，对比于它的发射牢物体的发射率除了与物体的材料于待检定的红外测温仪需要在实验室放置30itlin以肜状、表而粗糙度、『u1凸程度等有关，还测量时}才可以进行榆定。的方向‘Jj角度仃哭符物体为光洁表时．其‘向3结语性更为敏感。测量角度越大，则测量误差越大。在影响红外洲温仪榆定数据准确町靠的原因很多，对红外测温仪进检定校准时，这一点很容易被忽fH

8、只要深入研究检定过程中应注意的一些问题，掌视。一般来说，测量时红外测温仪应垂直对