【正文】 ，測試波長選的越短，由發(fā)射率引起的誤差就越小，所以單色測溫儀一般工作在短波區(qū)。假如目標的光譜發(fā)射率已知，將普朗克公式在(+)內(nèi)積分 （16）可知，測溫儀接受到的輻射功率只與溫度有關(guān)。單色測溫儀是通過測量目標發(fā)射的某一波長范圍內(nèi)的輻射功率來確定目標亮溫的儀器[12]。設(shè)黑體溫度為，它所對應(yīng)的輻射功率為 （12）在儀器定標和實測時，若兩者的接收功率相同，應(yīng)有如下關(guān)系 (13)由此得 (14)其相對誤差為[11] (15)因為被測物體的發(fā)射率總小于1，所以全輻射測溫儀的指示溫度總低于物體的真實溫度。由于不同物體的發(fā)射率差異很大，所以不能只通過測量輻射功率來單一地決定物體的溫度。根據(jù)斯蒂芬波耳茲曼定律 （11） 式中MT為絕對溫度為T時物體的光譜輻出度；為物體的光譜發(fā)射率；T為物體的絕對溫度；為波長；為第一輻射常數(shù)；為第二輻射常數(shù)；為物體表面的發(fā)射率；為斯蒂芬波爾茲曼常數(shù)[10]。目前尚無對全光譜波段輻射均勻相應(yīng)的探測器，也沒有能透過全光譜波段的窗口或透鏡的紅外光學材料，因此，全輻射測溫只是一個理想化的概念。全輻射測溫儀是通過測量波長從零到無窮大的整個光譜范圍內(nèi)的輻射功率來確定物體的輻射溫度[9]。又經(jīng)過了幾十年的努力，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的紅外測溫儀，已有了三種類型的傳統(tǒng)形式。正是基于紅外測溫的大量優(yōu)點，國外有關(guān)專家曾指出：“從X光有史以來，工業(yè)領(lǐng)域當中，紅外技術(shù)是最有力、最有前途、可視性強的監(jiān)測技術(shù)[8]。并可用于顯微測量和遠距離測量當中。紅外測溫不僅可以測量溫度很高的、有輻射性的、高純度的物體，而且可以測量導(dǎo)熱性差的、小熱容量的、微小的目標，運動的物體，以及固體、液體表面溫度的測量[6]。非接觸式測溫是通過測量被測溫度的物理參數(shù)來求得被測溫度的，它不存在熱接觸和熱平衡帶來的缺點，被廣泛應(yīng)用在石油化工、電子電器、航空航天[5]、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生等各行各業(yè)當中。測量溫度的方法可以分為接觸式和非接觸式測溫[4]。據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)生產(chǎn)中50%以上的檢測量是溫度。特別是，熱輻射的強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[3]。眾所周知，物質(zhì)是由分子、原子組成的，它們按照一定的規(guī)律運動著，其運動狀態(tài)也在不斷地發(fā)生變化，因而不斷地向外輻射能量，這就是熱輻射現(xiàn)象。事實上，一切高于絕對零度的物體都在不停地輻射紅外線[2]。65致謝59結(jié)論58 本章小結(jié)58 減小誤差的措施57 系統(tǒng)誤差分析55 系統(tǒng)框圖及實驗步驟55 軟件仿真54 中斷子程序流程圖53 主程序流程圖52 系統(tǒng)實驗50 課題中溫度補償模型的建立48 本章小結(jié) 數(shù)碼顯示電路47 數(shù)據(jù)的顯示43 與單片機的接口電路38 單片機與A/D轉(zhuǎn)換器的接口電路38 ADS7824功能簡介38 數(shù)據(jù)采集35 本章小結(jié)33 信號的放大和整形28 斬波器的設(shè)計28 紅外信號的調(diào)制15 熱釋電探測器15 紅外探測器的種類14 光電轉(zhuǎn)換12 透鏡成像公式9 紅外光學系統(tǒng)設(shè)計9 常用紅外光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)9 紅外測溫儀光學系統(tǒng)特點9 紅外測溫儀的光學系統(tǒng)8 課題的內(nèi)容1 紅外測溫儀的分類1 引言Microcontroller。Emissivity。關(guān)鍵詞 紅外測溫儀；熱釋電探測器；發(fā)射率；溫度補償；單片機；定標AbstractAs a main way of noncontact measurement,infrared measurement has many advantages,such as rapid reaction,wide measurement range and high sensitivity ,noncontact thermometry can be used in variety of infrared thermometer is used in medicine,The range of infrared thermometer is regulated between ℃to ℃and its precision must be ℃when it is used in most of infrared thermometer couldn’t achieve this ,in this temperature range,the precision of infrared thermometer can be greatly affected by ambient error will increased greatly too.After looked up lots of data and realized the defect of infrared thermometer in medicinal scopes,a new pensatory way on environmental temperature is presented in this new way bases on the principle of pyroelectric detector and defines the quantity of pensation according to the temperature difference between target and its ambient temperature is measured by a digital chip and processed with new way can overe the defect of thermal resistance.After focused by lens,chopped by chopper and received by detector, infrared signal is transformed to electric signal whose frequency is 20 Hz in this infrared electric signal is processed,pensated and displayed in microcontroller system after it is amplified,filtered and adjusted by circuit. During design of this infrared system,microcontrol is debugged with Wave6000 simulation system and software is piled in assembly language because of timing relation between every test of this infrared thermometer indicates that precision and stability has improved it couldn’t reach our country’s standards on medicinal Keywords Infrared thermometer。為了保持各部分之間正確的時序關(guān)系，軟件全部采用匯編語言來編寫。此信號經(jīng)過放大、濾波、整形和A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再送到單片機中進行數(shù)據(jù)的處理、補償和顯示。通過數(shù)字測溫芯片測量環(huán)境溫度，采用軟件補償?shù)姆绞?，避免了以往用熱敏電阻的缺點。本設(shè)計針對目前醫(yī)用紅外測溫儀的現(xiàn)狀，在查閱了大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，提出了一種新的環(huán)境溫度的補償方法。同時紅外測溫儀的精度和穩(wěn)定性很容易受到外界環(huán)境溫度的影響。但目前使用的紅外測溫儀即使其精確度指標為1%，也遠遠達不到測量體溫的精度要求?！妗嬷g，精度要求為177。醫(yī)用紅外測溫儀及溫度補償技術(shù)的研究摘 要紅外測溫是目前最主要的非接觸式測溫方式之一。它具有響應(yīng)速度快、測量范圍寬、靈敏度高等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。℃。另外，℃℃的溫度范圍內(nèi)，紅外測溫儀的測量精度很容易受外界環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致其測量誤差增大。因此，減小外界環(huán)境因素對紅外測溫儀的影響具有十分重要的意義。這種方法是根據(jù)熱釋電探測器的工作原理，以及被測物體與環(huán)境溫度的差值作為參考量，根據(jù)其差值的大小確定補償量的多少。在紅外測溫系統(tǒng)中，紅外信號經(jīng)過光學系統(tǒng)的匯聚、斬波器的調(diào)制和熱釋電探測器的接收后轉(zhuǎn)變成頻率為20 Hz的脈沖信號。在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，采用Wave6000單片機仿真系統(tǒng)對單片機進行調(diào)試。系統(tǒng)經(jīng)過定標和測試表明：本系統(tǒng)在測量的精度和穩(wěn)定性上有所提高。Pyroelectric detector。Temperature pensation。Calibration目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論 2 全輻射測溫儀2 單色測溫儀3 比色測溫儀4 發(fā)射率和環(huán)境因素對紅外測溫儀的影響5 發(fā)射率對紅外測溫儀的影響5 環(huán)境因素對紅外測溫儀的影響6 醫(yī)用紅外測溫儀的現(xiàn)狀7 課題的意義和內(nèi)容8 課題的意義8第2章 光學系統(tǒng)和光電轉(zhuǎn)換13 透鏡成像的誤差及對策14 透鏡參數(shù)的確定25 本章小結(jié)27第3章 電路系統(tǒng)設(shè)計28 斬波器的驅(qū)動29 信號的放大和濾波32 有源濾波器的設(shè)計37第4章 數(shù)據(jù)的采集和顯示38 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇41 環(huán)境溫度的檢測42 DS18B20功能簡介42 1wire單總線原理47 可編程IO擴展口的設(shè)計49第5章 環(huán)境溫度補償及系統(tǒng)實驗50 傳統(tǒng)溫度補償方式及其不足51 溫度補償?shù)膶嶒?3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計思想60參考文獻61攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果66作者簡介67第1章緒論~1 000μm之間的電磁波[1]，它存在于自然界的每一個角落。紅外線是從物質(zhì)內(nèi)部發(fā)射出來的，物質(zhì)的運動是產(chǎn)生紅外線的根源。紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射，這種輻射的量主要由物體的溫度和材料本身的性質(zhì)決定。溫度是反映物體冷熱程度的物理量，在一切物體的運動過程和生產(chǎn)過程中，幾乎可以說熱和溫度的變化無處不在?？梢院敛豢鋸埖卣f，溫度的檢測是現(xiàn)代工業(yè)的命脈。傳統(tǒng)的接觸式測溫方式由于其反應(yīng)速度慢、測溫時間長、干擾物體的溫度場等缺點而使其應(yīng)用范圍受到限制。目前主要的非接觸式測溫方式是紅外測溫。具有響應(yīng)速度快、測量范圍寬、靈敏度高[7]、對被測溫度場無干擾、熱隋性誤差小等特點。二維熱像儀的出現(xiàn)，更增加了紅外技術(shù)的應(yīng)用范圍。到二十世紀初，輻射法測溫的理論準備已基本完善。即全輻射測溫儀、單色測溫儀和比色測溫儀。輻射溫度就是指當實際物體總的輻射功率(包括所有的波長)與絕對黑體總的輻射功率相等時，則黑體的溫度叫做實際物體的輻射溫度。實際使用的全輻射測溫儀只是對較寬波段范圍的輻射進行的測量，所接收的輻射能量為總輻射能量的大部分值。由上式可以知道，物體表面的輻射功率不僅取決于物體的溫度T，還依賴于物體表面的發(fā)射率。全輻射測溫儀通常要通過黑體定標。顯然，目標的發(fā)射率越接近于1，則測溫儀的指示溫度就越接近目標的真實溫度；反之，發(fā)射率越小，誤差就越大。所謂亮溫是指溫度為T的輻射體，如它在某一波長范圍內(nèi)的輻射功率與溫度為的黑體在同一波長范圍內(nèi)的輻射功率相等，則定義為該輻射體的亮溫。若取為單位波長，在T時，式(16)將簡化為 （17）若用黑體標定，由亮溫的定義，這時，溫度為的黑體輻射能量應(yīng)等于溫度為T的目標輻射能量。但短波單色測溫儀的溫度覆蓋范圍窄，易受外界的干擾。此外，根據(jù)維恩位移定律可知[13]，隨著溫度的升高，輻射功率最大的波長向短波方向移動。比色測溫儀是根據(jù)兩個波段輻射能量的比值與物體溫度的函數(shù)關(guān)系來測定物體色溫的[14]。比色測溫儀可在一定程度上消除因發(fā)射率不同而造成的誤差