【正文】 率相差不大。此類測溫方法的優(yōu)點是不需環(huán)境溫度補(bǔ)償，發(fā)射率誤差較小，測量精度高。其總輻射功率的大小與被測對象溫度之間的關(guān)系是由斯蒂芬一波爾茲曼定律來描述的。傳統(tǒng)溫度測量以接觸方式為主，主要以熱敏電阻、熱電偶、半導(dǎo)體傳感器測溫為主要手段。 測溫儀的技術(shù)指標(biāo)1) 測溫范圍：40℃500℃；2) 距離系數(shù)：50:1或100:1；3) 精度：1﹪；4) 測溫波長：8——14；5) 響應(yīng)時間：。顯微測溫儀則可達(dá) 。 目前，輻射溫度計的測溫范圍通常為50℃～3000℃，這個范圍覆蓋了一般的工業(yè)需求。 多波長輻射溫度計的出現(xiàn)是輻射測溫技術(shù)的一個重要研究、發(fā)展方向，因而得到了國外同行的高度重視。當(dāng)物體的發(fā)射率與波長成線性關(guān)系時，三波長法克測得物體的真實溫度。例如發(fā)射率修正法、逼近黑體法、測量反射率法、偏振光法、反射信息法等，這些方法在實際應(yīng)用中都存在著各局限性，均不能從根本上解決消除發(fā)射率的影響。后來，人們利用光電檢測元代替人眼，發(fā)展了光電高溫計、紅外測溫儀、全輻射測溫儀等輻射溫度計。屬于亮度溫度計、固定安裝溫度計，另外本課題研究的鋁溫度測量一直是世界性難題，主要是因為其發(fā)射率太低。 (3) 固定安裝式等。 (3) 寬帶(全波長或紅外) 溫度計。但近二十多年,由于電子技術(shù)的飛快發(fā)展,半導(dǎo)體材料的進(jìn)步及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,又由于輻射溫度計具有無測量上限,響應(yīng)速度快及不接觸被測對象,因而不影響被測溫場等特點,輻射測溫技術(shù)得到長足的進(jìn)步和發(fā)展。測量溫度的方法可以分為接觸式和非接觸式測溫。特別是，熱輻射的強(qiáng)度及光譜成分取決于輻射體的溫度，也就是說，溫度對熱輻射現(xiàn)象起著決定性的作用。一切物體在溫度高于絕對零度時都在不停地輻射紅外線。本課題是受某公司委托進(jìn)行研究。（內(nèi)容及關(guān)鍵詞用Times New Roman 小4號字）目 錄摘要 ………………………………………………………………………………..ⅠAbstract …………………………………………………………………………….Ⅱ結(jié)論………………………………………………………………………………..…7參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….…8致謝………………………………………………………………………………….. 9第1章 緒 論在大量的科研與工業(yè)中，離不開測溫，非接觸式測溫有快速、準(zhǔn)確、便捷、使用壽命長等優(yōu)勢，正被越來越多的人們所認(rèn)識，在冶金、電子、石化、交通、能源、橡膠、食品等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，成為企業(yè)故障檢測，產(chǎn)品質(zhì)量控制和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。溫度測量儀分為信號采集，信號放大，信號處理，信號傳輸四個部分。本課題是受某公司委托進(jìn)行研究。一方面揭示規(guī)律，另外建立實驗系統(tǒng)。選用OTP537F2紅外探測器為系統(tǒng)的傳感器；以STC12C5A60S2為主控芯片； RS232協(xié)議傳輸、顯示測量結(jié)果；選用ICL7650和CD4051進(jìn)行程控放大；選用OP07進(jìn)行信號的放大。非接觸式測溫主要是利用任何物體都會發(fā)出紅外輻射的原理來測量的，隨著現(xiàn)代紅外技術(shù)的不斷成熟和日益完善，利用紅外檢測的遠(yuǎn)距離、不接觸、準(zhǔn)確、實時、快速等特點發(fā)展起來的紅外檢測技術(shù)由于在不停電、不取樣、不解體的情況下能快速實時地在線監(jiān)測和診斷大多數(shù)故障，所以倍受國內(nèi)外的重視，并得到快速發(fā)展。一方面揭示規(guī)律，另外建立實驗系統(tǒng)。紅外線是從物質(zhì)內(nèi)部發(fā)射出來的，物質(zhì)的運(yùn)動是產(chǎn)生紅外線的根源。溫度是反映物體冷熱程度的物理量，在一切物體的運(yùn)動過程和生產(chǎn)過程中，幾乎可以說熱和溫度的變化無處不在。溫度的測量方法大致可分為兩種:接觸法和非接觸法。儀器的制造水平、性能指標(biāo)已有了顯著提高,輻射真溫測量研究、標(biāo)定技術(shù)研究及應(yīng)用技術(shù)研究方面亦取得了豐碩成果。 (4) 多波長高溫計等。從能量傳輸方式上分又可分為:光纖式、接觸式和一般光學(xué)式等。 紅外測溫儀的發(fā)展輻射測溫儀在早期是以光學(xué)高溫計為代表的亮度法測溫儀表。這些輻射溫度計克服了光學(xué)高溫計的上述缺點，但都由于存在著發(fā)射率無法消除的問題，測得的溫度不是真實溫度，而是物體的亮度或輻射溫度。 比色法在一定程度上解決了發(fā)射率的影響。 80 年代以來，各國科學(xué)家對多波長溫度計進(jìn)行了大量的研究。90 年代初，哈爾濱工業(yè)大學(xué)與羅馬大學(xué)合作研制成功國際首創(chuàng)的棱鏡分光式 35 波長高溫輻射溫度計，已經(jīng)成功地用于燒蝕材料及發(fā)射率的測量。特殊場合的使用的溫度計，其溫度上限和下限都超出了該范圍，例如等離子火焰的等效溫度為 2000℃～5000℃；火藥爆炸的溫度在 3500℃左右；原子彈爆炸的等效溫度在 50000℃左右；最低溫度可測到170℃,甚至有的試驗裝置可到10K 左右。 總之，目前輻射測溫儀表正在向高準(zhǔn)確度、高靈敏度、快速、超高溫、超低溫、圖像掃描、微小目標(biāo)測量、智能化等方面發(fā)展。6) 20℃50℃環(huán)境溫度自動補(bǔ)償。傳統(tǒng)的接觸式測溫由于其反應(yīng)速度慢、測溫時間長、影響物體的溫度場等缺點使其應(yīng)用范圍受到限制。此類測溫方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，容易實現(xiàn)。缺點是只能工作于短波區(qū)，只適于高溫測量。(4)多波段測溫法依次取多個波段，通過計算這些波段的輻射功率之間的復(fù)雜關(guān)系來確定物體的溫度。此法常用測量極高溫(大于2000℃)此測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單僅用于測量極高溫。任何物質(zhì)(體)，其內(nèi)部的帶電粒子都是處于不斷的運(yùn)動狀態(tài)的。物體的熱輻射特性主要由物體的溫度決定，故又稱為溫度輻射。當(dāng)溫度繼續(xù)升高，物體會向外輻射可見光，且隨著溫度的升高其波長會變短。 電磁波譜在電磁波譜中，~100m的區(qū)域稱為紅外光譜區(qū)。紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。試驗表明，波長在(~1000) m范圍內(nèi)的電磁波被物體吸收時，可以顯著地將電磁能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。它在真空中傳播的速度等于光在真空中的傳播速度。熱輻射的另一個特點是輻射光譜呈連續(xù)性，在電磁波譜中由于不同波譜的波長相差很大。顯然，因為自然界中實際存在的任何物體對不同波長的入射輻射都有一定的反射，即吸收率不等于1。當(dāng)=0，即為完全透明體。三大定律是:(l)輻射的光譜分布規(guī)律—普朗克輻射定律。維恩位移定律:揭示了黑體光譜輻射度極大值相對應(yīng)的波長 (峰值輻射波長)隨溫度的變化關(guān)系。因而，當(dāng)溫度有小變化時，就會引起物體發(fā)射的輻射功率有很大的變化，因此紅外檢測是非常靈敏的。其中又可分為全量和光譜量兩種。半球全發(fā)射率氣表征物體向半空間內(nèi)在0到的整個波長范圍內(nèi)的發(fā)射能力。是波長的函數(shù)，它表征物體在某一溫度下，波長兄處向半球空間的發(fā)射接近黑體發(fā)射的程度。方向發(fā)射率也有全量和光譜量之分。因為一般與方向有關(guān)，所以以夕，初也與方向有關(guān)。從上述各種發(fā)射率的定義可以看出，對于黑體，各種發(fā)射率的數(shù)值均等于1。（2）灰體:灰體的發(fā)射率、光譜發(fā)射率均為小于1的常數(shù)。由此可斷定，在熱平衡條件下，物體的吸收率必然等于該物體在同溫度下的發(fā)射率:其實由基爾霍夫定律，我們也可以推斷出以上公式。當(dāng)溫度低于300K時。但是，對于金屬材料而言，表面粗糙度將對發(fā)射率產(chǎn)生較大影響。因此，我們在檢測時，應(yīng)該首先明確被測物體的發(fā)射率。影響物體紅外輻射的主要因素有大氣的衰減及物體不同的輻射率。，在(0~15)波長范圍內(nèi)，大致有三個紅外波段在大氣中透射較好，通常稱這些波段為大氣窗口，它們分別為0~3~8~14。對于自然界中的任何一個物體，只要知道它在一定溫度下的比輻射率，那么這一物體在該溫度下的輻射特性就可引用有關(guān)黑體輻射定律進(jìn)行研究或計算，并用該物體的發(fā)射率進(jìn)行修正。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)由五部分組成：光學(xué)系統(tǒng)、紅外探測（傳感器）、程控放大、基于單片機(jī)的信號處理、系統(tǒng)交互界面。本課題以STC12C5A60S2為主控芯片，STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍。14. 2個時鐘輸出口。而且還可以串口和上位機(jī)進(jìn)行通信，所以本設(shè)計中使用了TTL轉(zhuǎn)RS232電平轉(zhuǎn)化芯片MAX232。（3）片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和10V電壓。（7）高集成度，片外最低只需4個電容。 紅外探測器是紅外測溫儀中微弱信號采集的重要組成部分，它的主要功能是測定紅外輻射的大小并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰浚ǘ鄶?shù)情況是轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽┮员銘?yīng)用。 （1） 光電型探測器：光電型探測器是利用探測器材料的“光電效應(yīng)”制成的檢測元件，所謂“光電效應(yīng)”是指探測材料在受到光輻射照射后，材料中的電子吸收輻射能改變了運(yùn)動狀態(tài)使材料的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化取決于材料內(nèi)部電子的運(yùn)動狀態(tài)，隨著電子運(yùn)動狀態(tài)的改變，材料的電學(xué)性質(zhì)也相應(yīng)的改變。從波長的角度而言，就是能夠引起光電效應(yīng)的熱輻射有一個最大的波長值存在。利用熱探測器探測紅外輻射的基本原理包含兩個主要過程：首先熱釋電探測器吸收紅外輻射能量以后隨溫度隨之升高，并且伴隨著入射輻照功率的變化，元件的溫度也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。 （3） 噪聲等效功率：當(dāng)入射熱輻射在探測器中產(chǎn)生的信號電壓 Vs 等于探測器本身的噪聲電壓 Vn 時，這入射輻射的功率 E 就叫做噪聲等效功率，用符號 NEP表示，單位是 W，可以寫成下式：（4） 探測率：由于大多數(shù)探測器的與探測器的靈敏面積 A 的平方根和帶寬的平方根成比例關(guān)系，采用很難對不同靈敏面積的探測器進(jìn)行比較，因此，通過對面積進(jìn)行歸一化處理，引進(jìn)另一個質(zhì)量指標(biāo)：探測率。另一種方法指在較低的頻率范圍內(nèi)，探測器具有平均的光譜響應(yīng)曲線，即響應(yīng)率與頻率無關(guān)，但