红外温度传感器及红外温度计的设计与研究
温度传感器的设计与研究
温度传感器的设计与研究温度传感器的设计与研究引言：随着科技的飞速发展，温度传感器在日常生活以及工业领域扮演着越来越重要的角色。
温度传感器是一种用来测量环境温度的设备，其设计和研究对于准确监测和控制温度具有至关重要的意义。
本文将介绍温度传感器的基本原理、常见设计和研究方法，并探讨其在不同领域中的应用。
一、温度传感器的基本原理1.1 热敏电阻（RTD）传感器热敏电阻利用材料的电阻随温度的变化而变化的特性进行温度的测量。
常见的材料有铂、镍等，其电阻随温度的变化呈现出一定的线性规律。
通过测量电阻的变化，便能够得知环境温度。
1.2 热电偶传感器热电偶是利用两种不同金属的热电效应原理来测量温度的传感器。
原理是两种金属在不同温度下形成电势差，利用该电势差可以计算出温度差，从而测量温度。
热电偶具有较高的测量精度和较广的测量范围，而且具有抗干扰能力强等特点，在工业领域得到广泛应用。
1.3 半导体温度传感器半导体温度传感器是利用半导体材料的电阻、电压或电流随温度的变化而变化来测量温度的传感器。
由于半导体材料的导电性与温度呈线性关系，因此可以利用半导体温度传感器来进行温度的测量。
二、温度传感器的设计与研究方法2.1 传感元件的选择在温度传感器的设计与研究中，首先需要选择适合的传感元件。
根据实际应用需求和测量范围等因素，选择合适的传感元件，如热敏电阻、热电偶或半导体温度传感器。
2.2 电路设计温度传感器常常需要与电路进行配合使用，因此需要进行电路设计。
电路设计的目的是将传感元件的输出信号转化为可读取和处理的电压或电流信号。
根据传感元件的特性和具体要求，设计相应的放大、滤波和线性化电路等，以确保测量结果的准确性和稳定性。
2.3 系统校准在温度传感器的设计和研究中，系统校准是不可或缺的步骤。
校准的目的是消除传感器本身和测量系统的误差，提高测量的准确性和可靠性。
常见的校准方法包括通过比较标准温度传感器进行修正、使用温度标准设备进行校准和定期检验等。
5红外体温计研究资料
研究资料（一）产品性能研究1.产品概述产品名称：红外体温计产品型号：红外体温计是通过红外测温传感器感知人体发出的红外热辐射，经过微处理芯片处理后，由显示屏显示出数值。
产品主要由红外测温传感器、主控电路、显示屏和外壳组件组成。
产品适用于测量人体额头的热辐射来显示被测对象的体温。
此红外体温计的操作简单卫生，测量快速准确；用户只需将探测头对准额头按测量键，1秒钟就能够快速精确测量出人体体温，供家庭和医疗机构测量人体体温使用。
2.产品性能研究及技术要求的编制说明鉴于红外体温计是市场成熟的产品，国内有许多厂家在生产和制造，因此我们对技术的研究，借鉴了市场上其他企业的红外体温计作为性能参考，做到同等于甚至更优。
我司在产品安全性、有效性方面，依照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册管理办法》和医疗器械及体温计相关的国标、行标要求进行设计开发的各项功能性能，以满足实际使用。
并根据《关于发布医疗器械产品技术要求编写指导原则的通告》（第9号通告）要求的格式编写制定了红外体温计的产品技术要求。
GB/T 14710—20093.产品指标符合性验证红外体温计（）经____________ 检验公司进行检验，各指标项目均符合，检测结果详见检验报告（报告编号：）□（二）生物相容性评价研究本产品为非接触测量,无接触人体的应用部分,不需做生物相容性评价研究。
（三）生物安全性研究产品属于含有同种异体材料、动物源性材料或生物活性物质等具有生物安全风险类的产品，不需进行生物安全性研究。
（四）灭菌/消毒工艺研究产品不属于灭菌产品，只需按照用户手册的说明用干净软布或棉棒粘少许医用洒精或水擦拭表面的脏污处即可。
（五）产品有效期和包装研究1.有效期的确定本产品的使用有效期确定为5年，对 ___________ 红外体温计的有效期验证情况见2.1《红外体温计（）有效期验证报告》。
2.包装研究本产品运输和储存的环境条件确定为：环境温度：-20〜+55°C；相对湿度：W95%；大气压力：70kPa〜106kPa°按GB/T 14710-2009《医用电器环境要求及试验方法》中的规定，选取上述环境条件进行运输试验，并在环境温度-20°C. +55°C.相对湿度95%的条件进行贮存试验，完成试验后对产品包装进行目视检查。
基于红外线测温技术的体温检测方案的设计与实现
基于红外线测温技术的体温检测方案的设计与实现体温检测是当前疫情防控的一项重要措施，基于红外线测温技术的体温检测方案具有快速、非接触、准确等优势，能够提高体温检测的效率和安全性。
本文将探讨基于红外线测温技术的体温检测方案的设计与实现。
一、设计方案1.硬件选型：选用高精度的红外传感器和温度计，确保测温准确度。
同时，考虑到使用场景的特殊性，需要选择适合的封装形式和材质，保证设备的耐用性和易读性。
2.测温算法：研究并选择合适的测温算法，包括红外温度补偿、热辐射差异补偿、环境噪声过滤等，以提高准确性和稳定性。
可以结合机器学习算法对测温数据进行分析和优化，进一步提升测温的精度。
3.设备布置：根据使用场景的需求，设计合理的设备布置方案。
考虑到人员流动性，建议在通道入口或出口处设置检测设备，以便对人群进行高效的体温检测。
4.用户交互界面：设计友好的用户交互界面，包括显示屏幕和报警装置。
通过可视化的界面，显示测温结果，并设置合理的警戒温度范围。
当检测到异常体温时，及时发出声音或光提示，以便进行进一步的筛查和处理。
5.数据存储与传输：考虑到数据的隐私性和保密性，设计合理的数据存储和传输方案。
可选择本地存储或云端存储方式，同时，确保数据的安全性，加密传输，防止数据泄露和篡改。
二、实现过程1.采购设备：根据设计方案，选购所需的红外传感器、温度计、显示屏幕和报警装置等硬件设备。
确保设备的质量和稳定性，以提高测温的准确性和可靠性。
2.软件开发：根据测温算法的选择，进行相应的软件开发和编码工作。
通过编程语言，实现测温数据的采集、处理和分析，以及交互界面的设计和开发。
3.设备组装：将所采购的硬件设备按照设计方案进行组装。
确保设备的外观整洁、结构稳固，并测试设备的正常工作状态。
4.设备调试：对已组装的设备进行调试工作，包括传感器的校准、温度计的测试、测温算法的验证等。
确保设备的准确性和稳定性，提高测温的精度。
5.设备安装：根据设备布置方案，将已调试的设备安装到指定的位置。
红外温度计的设计
红外温度计的设计1.红外的发现红外光也叫红外线，它是一位英国科学家发现的。
1800年，赫胥尔在研究太阳光时，让光通过棱镜分解为彩色光带，他用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
试验中。
他偶然发现一个奇怪的现象：放在光带洪广外的一支温度计，比室内其他温度的指示数值高。
经过反复试验。
这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。
于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种人的肉眼看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。
(不过，要说明的是，事实上太阳发出的能量以波长580nm 的绿光最强。
)红外线是一种电磁波，具有与无线电波及可见光一样的本质。
红外线的波长在0.76～100μm 之间，位于无线电波与可见光之间。
任何物体，只要它的温度比零下273度高，就无一例外地发射出红外线。
2.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。
2.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即：()()51,2e x p /1T c M c T λλλ-=- （1—1） 式中：1c —第一辐射常数，()216212 3.74183310c h c W m π-==⨯ ； 2c —第二辐射常数，()22 1.43883210h c c m K K -==⨯ ；其中：K —玻耳兹曼常数；h —普朗克常数；c —电磁波在真空中的传播速度。
图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
基于红外线测温技术的体温监测方案设计与实施
基于红外线测温技术的体温监测方案设计与实施体温监测是当前公共卫生领域中至关重要的一环，而基于红外线测温技术的体温监测方案则成为了一种被广泛应用的方法。
本文将会针对基于红外线测温技术的体温监测方案进行设计与实施，并提供一些实用建议和注意事项。
1. 方案设计1.1 选择合适的红外线测温设备在选择红外线测温设备时，应考虑以下几个因素：- 准确性：确保设备具备高准确性的测量功能，能够精确测量人体温度。
- 快速性：设备应具备较短的测量时间，以方便大规模测温。
- 距离要求：根据使用场景的不同，选择测温距离适当的设备，以确保安全和准确性。
1.2 制定体温监测流程制定体温监测流程是确保整个体温监测方案顺利进行的关键步骤。
以下是一个典型的体温监测流程示例：- 确保所有参与体温监测的人员都处于适当的测量距离范围内。
- 操作人员准备好红外线测温设备，并确保设备正常工作。
- 操作人员将红外线测温设备对准被测者的额头，并触发测量。
- 设备显示体温结果，并存储数据（如需要）。
- 清洁设备，以备下次使用。
2. 实施方案2.1 提供良好的测温环境为确保测温结果的准确性，需要提供一个稳定的测温环境。
以下是几个关键因素：- 温度稳定：确保测温环境的温度相对稳定，避免温度波动对测量结果的影响。
- 光线控制：创造一个较为暗淡的环境，以减少外界光线对测温结果的干扰。
- 距离合适：对于不同设备，需要了解其适宜的测温距离，确保测量的准确性和安全性。
2.2 基于红外线测温技术的体温监测操作培训确保操作人员对红外线测温设备的正确操作非常重要。
应进行相关操作培训，培养操作人员的操作技能和观察判断能力，包括以下内容：- 设备操作：向操作人员介绍设备的使用方法、开机和关机步骤以及测温时应注意的事项。
- 数据记录：指导操作人员记录测温结果，并妥善保存和管理这些数据。
- 设备维护：培训操作人员定期检查和清洁设备，确保设备长期稳定运行。
2.3 数据分析和管理体温监测方案的设计不仅仅是测量体温，还需要对测得的数据进行分析和管理，以便更好地掌握整体情况。
红外温度传感器及红外温度计的设计与研究
我们选择研究型 号为HEIMANN3872热 电堆红外温度传感器。
热电堆红外传感 器原理是将多个热电 偶串联起来, 使其具 有较高灵敏度。传感 器内还集成了一个热 敏电阻, 以利于温度 补偿使用，可以减小 环境温度带来的误差
以传感器制作的非接触体温计
•
HEIMANN3872热释电红外线传感器能在
•数据整体呈一次线性变化，且随着距离 的增加，斜率逐渐减小。
•实验在2.5cm到5cm内，测量数据可重 复性最高，拟合后偏差最小
•在人体温度范围（35至43度）内，我们 取偏差较小的4cm为主要研究距离。
角度对实验结果的影响
1cm，42C
角度对实验结果的影响
2cm，水温43C
角度对实验结果的影响
6cm处所有数据的拟合图像
试验数据处理及图像拟合
4cm处所有数据的图像拟合
实验数据处理及图像拟合
数据斜率对比
1.5cm
数据斜率对比
2cm
数据斜率对比
2.5cm
数据斜率对比
3cm
数据斜率对比
3.5cm
数据斜率对比
4cm
数据斜率对比
5cm
数据斜率对比
6cm
物理特性研究
距离对实验结果的影响
非接触的条件下检测出人体辐射的红外线能量
的变化, 并将其转换成电压信号输出。
•
将这个电压信号加以补偿并放大, 通过
数模转化，将信号以数字信号的形式传递给单
片机。单片机处理运算，通过液晶模块输出温 度数值。
以HEIMANN3872制作的红外体温计
1.信号采集与放大 部分
整个过程概 括为: 红外传感 器HEIMANN3872 采集外界信号引 起输出电压的变 化, 电压经过 ICL7650 和TL082 的处理放大输出。
红外线温度传感器的设计与实现
红外线温度传感器的设计与实现1、引言在物理实验和生产实际中。
往往需要高精度的测量。
环境温度对测量的影响是一个重要的因素。
因此要求我们必须对环境温度进行精密的测量。
对测量仪器也应有如下的要求，即制造成本低。
测量精度高。
线形度好，应用范围广。
便于安装和调试。
目前市场上有多种传感器可以用来实现温度的测量。
常用的有石英温度计、光纤传感温度计、热敏电阻温度计等在上述几种器件中，石英温度计灵敏度最高，目前可达到℃数量级然而，这些传感器的价格一般都比较贵。
线性度难以达到精密测量的要求。
本文即是要开发一种红外线式高精度的温度测量仪器。
我们所知道红外光的特性：单色性好，抗干扰，比较适合高精度的测量。
我们所要设计的仪器结构简单．容易制作，便于安装，可进行高精度的温度测量，该温度测量可直接输出到微机或pc 机进行后期的数据处理，十分方便易行。
2、仪器的原理和用途我们采用北京东林松工贸有限公司生产的微品玻璃陶瓷材料制成一个圆筒，这种微晶玻璃陶瓷材料具有真空性好、耐高低温、绝缘和耐酸碱腐蚀等性能，其基本性能指标如下：使用温度-273℃～1000℃体积电阻率1.08 x 1014Ω·cm，热膨胀系数为αl= 8.6 x 10- 6/℃，微品玻璃陶瓷抗热冲击性能非常好，从800℃急冷至0℃不破碎，200℃急冷到0℃强度不变化。
在筒内的一端固定一根长L=10cm 的薄有机玻璃圆筒，在筒内另一端固定一个红外位移传感器，并且让有机玻璃棒的自由端将红外接收管的接收面遮住一半，使其工作在线性度最好的区域。
由于有机玻璃的热膨胀系数为α2＝1.7 x 10-4/℃，两者相差达2 个数量级，所以当温度变化时，我们可以认为有机玻璃在陶瓷卡材料上的相对位移可以忽略，故有机玻璃的自由端同红外位移传感器之间的相对位置变化将改变红外接收管的有效接收面积。
从而使位移传感器输出电压也随之改变。
这种新型温度传感器的测量灵敏度为：。
红外体温计 毕业论文
题目：红外体温计2013年 6 月 9日红外体温计1、前言在自然界中,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波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm 的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。
传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。
目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。
2、黑体辐射与红外测温原理与特点2.1 黑体辐射与红外测温原理一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。
因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。
应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。
由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理：()1ex p 251-=-T c c T P b λλλ (1)其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度；λ—波长；T —绝对温度； c 1、c 2—辐射常数。
红外线温度传感器的设计
摘要红外线技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术在现代科技、国防和农业等领域获得广泛的应用。
本文介绍以模拟的红外线温度传感器来验证其温度测量精度达10-5℃数量级。
微小的温度变化转换成电压变化，经过放大电路进行处理，再由AD转化电路和AT89C51转码，最终经LED数码输出温度的变化值。
关键字：红外线温度传感器；10-5℃数量级目录摘要 (Ⅰ)1 设计目的及要求 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)2 总体概要设计 (2)3 系统硬件电路设计 (3)3.1 电路设计原理图 (3)3.2模拟信号电路 (3)3.3 运算放大电路 (4)3.4 模数转换电路 (5)3.5 AT89C51电路 (7)3.6 LED显示器 (10)4 软件设计 (11)4.1 主程序流程设计 (11)4.2 显示子程序 (11)4.3 数据转换子程序 (12)4.4 延时子程序 (13)5仿真结果与数据处理 (14)5.1仿真结果示例 (14)5.2数据处理 (15)6 课程设计的总结及体会 (16)参考文献 (17)附录 1 原理图 (18)附录2程序源代码 (19)附录 3 器件清单 (23)1 设计目及与要求1.1设计目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。
电气测量技术课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象. 《电气测量技术课程设计》是继《电子技术》、和《单片机原理与应用》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程电气测量技术的基本知识，独立进行电气测量的应用技术和开发工作,掌握电气测量技术的应用、调试和电路设计、分析及调试检测。
1.2设计要求1、掌握测量信号处理的基本原理和设计误差处理的方法。
2、实现传感器的灵敏度为： k＝ΔLT／ΔLV＝9.26×10-5℃/mV。
红外电子温度计的的设计
红外电子温度计的的设计摘要本论文介绍了一种基于红外技术的电子温度计的设计。
该电子温度计由一个红外传感器、信号放大器、微控制器等部件组成。
通过对红外传感器检测到的热辐射进行信号放大并对其进行数据处理，电子温度计可以快速准确地测量物体的表面温度。
实验结果表明，该电子温度计具有高精度、快速测量、可靠性高等优点，可以满足工业生产、医疗、环境监测等多个领域的需求。
关键词：红外技术，电子温度计，红外传感器，数据处理，应用领域AbstractThis paper introduces a design of an electronic thermometer based on infrared technology. The electronic thermometer consists of an infrared sensor, a signal amplifier, a microcontroller, and other components. By amplifying the thermal radiation detected by the infrared sensor and processing the data, the electronic thermometer can quickly and accurately measure the surface temperature of an object. The experimental results show that the electronic thermometer has advantages of high accuracy, fast measurement, and high reliability, and can meet the needs of industrial production, medical, environmental monitoring, and other fields.Keywords: infrared technology, electronic thermometer, infrared sensor, data processing, application field一、引言随着科技的进步和人们对生产、医疗、环境监测等方面越来越高的要求，对温度测量的精度和效率也越来越高。
一种新型红外测温仪的研究与设计
一种新型红外测温仪的研究与设计【摘要】研制了一种利用实时定标方法的新型红外测温仪。
红外辐射测温的基本条件是待测物辐射率已知，经修正后方可得出正确的测量值。
但一般情况下，待测物的辐射率是未知的，故使红外辐射测温的精确度难以提高。
本文给出的新型红外测温仪，可适用于不同环境下各种物质的温度测量，与传统红外测温仪相比，测量精确度有大幅度提高。
【关键词】红外测温；辐射率修正；实时定标1.研究背景概述在日新月异的科技进步和社会发展中，人们对生产生活中的各种温度测量提出了更高的要求，因此，测温技术的相关创新得到普遍的重视。
在工业生产中，红外测温因其能够针对远距离目标进行非接触式测温而备受关注。
同时，红外测温又容易受到具体环境条件和被测物体自身性质的影响，其解决方法主要有偏振光法、发射率修正法等[1]，但这些方法均存在着各种局限性。
本研究提出的无辐射率修正的红外测温方法创新性地采用了现场直接定标，有效避免了在不同环境、不同物体等多种不定条件下对测温准确度的影响，在很大程度上提高了测温水平。
2.红外测温基本原理及结构特点2.1红外测温仪基本原理经典辐射定律均是以“黑体”作为研究对象分析得出的，但实物一般都不是“黑体”，被测物自身的红外辐射能量及波长与其表面温度联系很大[2]。
因此红外测温的基本原理就是通过红外探测器接收红外辐射并进行光电信号处理等，计算并显示被测物的表面温度。
但实物辐射除了波长、温度影响外，还与材料、环境等因素有关。
因此引入实物辐射和黑体辐射的比例系数（发射率），其值在0～1之间[4]。
红外测温仪测量温度时先测量实物红外辐射再计算得到实际表面温度。
2.2红外测温仪结构特点3.新型无辐射率测温技术原理4.利用实时定标的方法进行低温与高温两组实验4.1实验设计为了验证新型红外测温仪测得的温度比传统方式更接近实际温度，设计了两组对比实验，分别为测量水面温度的低温实验和测量火焰温度的高温实验。
为了使测量精度更高，误差的对比效果更明显，温度均以华氏度为单位。
红外测温的研究
红外测温的研究摘要:随着科技的进步,社会的发展，经过人们不懈的努力研究,终于研制出了一种新型的测温技术——红外测温。
这是一项新型的测温技术，它是根据人体发出的特定波段的红外线来测量人体温度的。
本文阐述了基于红外线传感器的红外测温仪的工作原理，讨论了该系统的设计与实现方法，简单介绍了测温系统的适用条件。
关键词:红外传感器，温度测量，单片机一、绪论1红外测温技术的发展历程和前景1800年，英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。
他在研究各种色光的热量时，有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住，并在板上开了一个矩形孔，孔内装一个分光棱镜。
当太阳光通过棱镜时，便被分解为彩色光带，并用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
为了与环境温度进行比较，赫胥尔用在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。
试验中，他偶然发现一个奇怪的现象:放在光带红光外的一.支温度计，比室内其他温度的批示数值高。
经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。
于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。
二、红外测温仪原理简述和基础理论2.1原理简述此方案选用AT89S52单片机为中央处理器，通过红外温度传感器对目标进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，当超出设定范围后进行声光报警，上/下限温度用键盘设定，并可实现报警、控制等多项功能。
2.2红外测温仪性能指标1.确定测温范围:测温范围是测温仪最重要的--个性能指标。
每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。
2)确定目标尺寸:红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。
3)确定距离系数(光学分辨率):距离系数由D: S之比确定，即测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比。
4)确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱相应波长对于高反射率合金材料，有低的或变化的发射率。
红外温度计的设计与实现文
文献综述前言随着科学的发展与社会的进步以及人民生活水平的提高，对非接触式红外测温仪的需求越来越大，特别是在 2003 年的非典期间，这种需求达到了高峰。
非接触式红外测温仪不需要接触物体即可测得物体的温度，它的这个特点使得在一些比较危险的行业进行测温成为最好的选择。
2003年的非典也使对非接触式红外测温仪的研制开发达到了顶峰。
由于需求量的增大，使得人们希望能有测温性能稳定，测温距离较远而价格又很便宜的非接触式红外测温仪投入市场以满足社会的需求。
1.红外测温的原理红外测温系统是利用物体的辐射能量与温度有关的原理而组成测温的系统。
将普朗克公式在探测器工作波长范围内积分可以得出目标辐射率的大小与目标温度间存在着固定的对应关系，用红外探测器测出目标的热辐射功率，就能计算出目标的表面温度，这就为红外测温奠定了理论基础。
1.1普朗克定律黑体的光谱辐射出射度是波长和黑体温度的函数，即：()()51,2exp /1T c M c T λλλ-=- （1—1）式中：1c —第一辐射常数，()216212 3.74183310c hc W m π-==⨯ ； 2c —第二辐射常数，()22 1.43883210hc c m K K -==⨯ ；其中：K —玻耳兹曼常数；h —普朗克常数；c —电磁波在真空中的传播速度。
图1—1图1-1表示了不同温度下黑体辐射的频谱分布，从图中可以看出:黑体总的辐射能量随温度的增高而增加，这是单波段测温仪的依据。
随着温度升高辐射峰所在的波长向短波方向移动，其规律符合维恩位移定律。
显然高温测温仪适用于较短的工作波长，低温测温仪宜选用较长的工作波段；短波长处辐射能量随温度增加比长波长处快，这意味着短波长处比长波长处测温灵敏度高。
1.2斯蒂芬一玻耳兹曼定律将普朗克公式1-1对所有波长积分，便可得到描述单位面积黑体辐射到半球空间的总辐射功率，即()4,0T T M M d T λλσ∞==⎰ （1—2） 式中，()8245.67010W m K σ--=⨯ ，称为斯蒂芬一玻耳兹曼常数。
基于红外线测温技术的精确温度监控方案设计与实现
基于红外线测温技术的精确温度监控方案设计与实现一、引言温度监控在许多领域拥有广泛的应用，尤其是在工业、医疗、农业等领域，准确的温度监测可以帮助提高生产效率、保障产品质量、确保设备安全性等。
本文将介绍一种基于红外线测温技术的精确温度监控方案设计与实现。
二、方案设计1. 硬件设计基于红外线测温技术的温度监控方案主要包括红外线测温仪、温度传感器、数据采集模块、控制模块和显示模块等组成。
红外线测温仪是关键的硬件设备，通过接收被测物体发出的红外线辐射，并将其转化为温度值。
在选择红外线测温仪时，应考虑测温范围、测温精度、响应时间等指标。
温度传感器用于辅助确保测温的准确性，可以通过与红外线测温仪的数据进行对比校准，提高测温的精度。
数据采集模块负责从红外线测温仪和温度传感器中采集温度数据，并将其传输给控制模块进行处理。
控制模块是核心的处理单元，根据红外线测温仪和温度传感器的数据进行算法处理，判断温度是否超过设定的阈值，并进行相应的预警或控制操作。
显示模块用于将温度监测结果实时显示给用户，可以采用液晶显示屏、LED指示灯等形式。
2. 软件设计软件设计主要包括数据采集与处理、温度算法优化和实时监控显示等功能。
数据采集与处理部分负责将来自红外线测温仪和温度传感器的数据进行采集，并进行数据校准和滤波处理，以提高温度测量的准确性。
同时，还可以进行数据存储，以备后续分析和查询。
温度算法优化部分通过对红外线测温仪和温度传感器的数据进行优化处理，提高温度测量的精度。
可以使用统计学算法、滤波算法等来消除测量误差，并提供更准确的温度监测结果。
实时监控显示部分将处理后的温度数据实时显示给用户，可以通过图表、曲线等形式展示，方便用户进行实时监控和分析。
三、实施方案1. 硬件实施根据设计方案，选购适合的红外线测温仪、温度传感器、数据采集模块、控制模块和显示模块，并进行组装和连接。
2. 软件实施根据软件设计方案，编写相应的程序代码，包括数据采集与处理、温度算法优化和实时监控显示等功能。
电子设计综合实训报告---红外数字体温计设计及制作
红外数字体温计设计及制作1、设计任务本课题针对目前国内外红外测温仪的现状，在查阅了大量文献的基础上，以智能红外测技术作为参考，提出并设计了一种基于51单片机的智能红外测温仪。
红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段，可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。
非接触红外测温计针对特定人群，比如儿童或老人，极其方便。
且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。
它不但可以以数字的方式显示出测量结果，使测量过程变得直观，而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值，除此之外，语音体温计还具有较高的灵敏度，可以在几秒钟内测得结果，且寿命长，是较为理想的测温仪器。
（1）电源开关，电源指示灯，工作指示灯，复位开关，设置报警上下限。
（2）红外温度检测传感器，信号要传送到控制器，同时显示体温（3）当体温超过标准时，灯光闪烁，蜂鸣器轰鸣，语音提示体温。
（4）误差要求： 0.2OC，量程20-50OC2、设计方案以STC89C52单片机为核心控制芯片，采用电路、模块结合化设计。
本设计主要分为：红外测温模块、报警电路和显示电路。
同时，本设计还增加智能温度报警等功能。
红外测温模块主要用来测量人体体温，并通过液晶显示屏显示其温度，当人体体温高于正常温度时进行指示灯报警；此功能主要目的是在流行病多发季节，提醒人们适当减少出行，避免交叉感染。
信号处理单元主要分为：高精度放大器、A/D转换电路、译码显示电路与报警电路。
高频振荡器、振荡检测器电路、音频振荡器电路和功率放大器电路等部分构成。
2.1设计框图本设计以STC89C52单片机为核心控制器，加上其他的模块一起组成非接触人体红外测温的整个系统，其中包含中控部分、输入部分和输出部分。
中控部分采用了STC89C52单片机，其主要作用是获取输入部分数据，经过内部处理，控制输出部分。
输入由三部分组成，第一部分是MLX90614红外测温模块，通过该模块可检测当前的人体温度；第二部分是独立按键，通过三个独立按键切换界面和设置人体温度的上下限值；第三部分是供电电路，给整个系统进行供电。
红外电子体温计设计方案
红外电子体温计设计方案1.1、红外测温技术简介红外测温原理:一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。
物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。
因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
在2003年全国防“非典”斗争中，我国对红外技术应用于非接触式测温进行了深入研究，在短时间内开发成功了“非接触式红外测温仪”，打开了国内“非接触式测温”新篇章。
在国外，非接触式红外测温仪已经非常先进了，自1999年就有许多国家致力于这方面的开发研究，到现在为止很多国家的铲平已经达到国际先进水平，并已广泛应用于各个领域。
比如：美国早在2001年就颁布了有关红外测温仪的计量标准，美国雷泰公司生产的ST系列红外测温仪已达到世界领先水平。
由于红外测温仪测量温度范围宽，除了用于人体温度检测外，还可用于电器的红外测温、供暖的红外测温、运输/汽车维修时的红外测温等各个领域。
因此，它具有广泛的开发前景！目前国内开发的红外体温计主要有华中科技大学研制的“慧眼：HW一05”人体温度红外热图像仪．其分辨率高达0．06℃；中科院上海物理研究所研制的红外测温仪和兰州大学合华技术应用开发中心开发的LHW—I型红外线测温仪。
国外产品有德国博郎集团开发的只需1秒即可测出体温的红外体温计；日本欧姆龙研制的几款非接触式红外体温计和BJ40型非接触式医用红外线体温计(精度为±O．2℃)，其主要器件是红外温度传感器。
1.2、单片机简介单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
(完整版)红外测温计设计(开题报告)
被测物体的红外线转换成电信号，电信号被放大后再经A/D转换器转换为数字信号，并将数字信号送入单片机，单片机将接受到的信号送到显示电路显示。
此外，本设计还增加了超温报警功能，当被测物体温超过40度，蜂鸣器蜂鸣报警。
工作进度安排：第一、二周查阅资料，撰写开题报告，文献综述，英文翻译；三、四周系统详细方案设计、元器件选型；五六七周优化系统设计方案，完成硬件电路；八九十周系统软件设计及软硬件联调；十一、十二、十三周系统完善，撰写毕业论文；十四周毕业答辩。
四、主要参考文献孙鹏，红外测温物理模型的建立及论证[D].吉林大学.2006.晏敏,彭楚武,颜永红,曾云,曾健平.红外测温原理及误差分析[J].湖南大学学报2004,5(10):110-112.张友德赵志英涂时亮.单片微型机原理、应用与实验.第五版.上海：复旦大学出版社.2006张洪润刘秀英张亚凡.单片机应用设计200例（上册）.第一版.北京:北京航空航天大学出版社.2006[1]何志彪，黄光，易新建.热释电红外测温方程的研究[J].红外技术，1999.[2]陈继述.红外探测器[M].北京：国防工业出版社，1986.王为青程国钢.单片机 Keil Cx51 应用开发技术.第一版.北京：人民邮电大学出版社.2007[3]柳刚，黄竹邻，周昊，王双保，易新建.非接触式红外研制[M].光电子科技与信息，2005.CAO Xi-zheng,GUO Li-hong,and LI Zhuo. Infrared radiation measurement of the aerial target based 0ntemperature Calibration and target Images[J].Optoelectronics Letters,2006,6:0465-0467.Mark1.Montrose.PRINTED Circuit Board Design Techniques for EMC compliance[J].IEE Press series.2000[4]陈永甫.红外探测与控制电路[M].北京：人民邮电出版社，2004：290-320.[5]何希才.传感器及其应用电路[M].北京：电子工业出版社，2001：7—46，177—191.[6]马殿阁.多路红外温度监测仪[J].电子测量技术，1993(3)：55—56.[14] 肖看等. 单片机原理、接口及应用:嵌入式系统技术基础[M].北京：国防工业出版社,2011.[15] 张先庭等.单片机原理、接口与 C51应用程序设计[M]. 北京：国防工业出版社,2011.[16] 刘娟等.单片机 C 语言与 PROTUES 仿真技能实训[M]. 北京：中国电力出版社,2010.[17] 刘同法等.C51单片机 C 程序模板与应用工程实践[M].北京：北京航空航天大学出版社,2010.五、指导教师意见指导教师：六、学院毕业设计（论文）指导小组意见负责人：。
红外体温计的设计
红外体温计的设计红外体温计是一种使用红外线技术测量人体体温的设备。
它可以通过红外线传感器测量人体发出的红外线辐射，从而计算出人体的体温。
红外体温计设计的关键要素包括传感器选择、信号处理、显示方式、功耗管理等等。
下面将就这些要素进行详细探讨。
首先，传感器选择对红外体温计的准确性和响应速度有很大影响。
目前市面上常见的传感器有热电偶和红外线传感器两种。
热电偶是通过接触皮肤测量体温的，测量精度比较高，但需要与皮肤接触，不够卫生。
而红外线传感器则是无接触测量，对于公共场所使用来说更加方便和卫生。
因此，综合考虑，红外线传感器是红外体温计设计的较好选择。
其次，信号处理是红外体温计设计中的重要环节。
红外线传感器接收到的信号是一个非电信号，需要进行信号转换和处理才能得到正确的体温数值。
信号转换一般采用模数转换器（ADC），将模拟信号转换成数字信号，然后再进行信号的放大、滤波和校准等处理。
在信号处理过程中，需要注意信号的稳定性和准确性，确保得到准确的体温数值。
另外，显示方式是红外体温计设计中需要考虑的另一个重要因素。
传统的红外体温计一般采用数码显示屏显示测量结果，但现如今也有一些产品采用液晶显示屏或LED显示屏等。
对于公共场所使用的红外体温计来说，可以考虑采用液晶显示屏或LED显示屏，便于人们查看测量结果。
同时，还可以设计显示屏背光，以便在光线较暗的环境下使用。
此外，功耗管理也是红外体温计设计中需要注意的因素。
为了延长电池寿命或减少充电次数，需要考虑降低红外体温计的功耗。
一种常见的方法是在不使用时自动关闭设备，以节省能量。
此外，还可以考虑采用低功耗芯片和优化电路设计来降低功耗。
总之，红外体温计设计需要综合考虑传感器选择、信号处理、显示方式、功耗管理等多个因素。
优化设计可以提高红外体温计的准确性、响应速度和使用便捷性。
未来，随着技术的发展，我们可以预见红外体温计将会更加智能化和便携化。
红外测温系统的设计——毕业设计
红外测温系统的设计摘要到目前位置，我国的温度测量仪器仍然是以水银温度计为主，这种测量仪器存在很多缺点，如精度低，测量时间长，不安全等。
本课题所研究的红外测温系统能实现人体温度的近距离或远距离准确测量。
该设计以STC89C52单片机为核心部件。
利用非接触式温度传感器OTP-538U对温度进行采样。
得到的电信号经过四运算放大器芯片LM324前置放大后送至A/D模块，A/D采用12位高精度的TLC2543芯片，数字信号传送到主控芯片STC89C52，并由微处理器完成数据采集和转换，实现温度的实时测量并实时显示在LCD1602模块上。
本文所研究的非接触传感器单片机测温系统由于对被测物体的红外辐射进行的是非接触无损测量，测量过程中不会扰乱被测部分的温度场，响应快，温度分辨率高，稳定性好和使用寿命长等一系列的优点，比传统的接触式测温有更多的场合适应性。
关键词：STC89C52；非接触传感器；LM324；红外辐射ABSTRACTSo far ,our country’s temperature measuring instrument is still a mercury thermometer mainly. This kind of measuring instrument has many shortcoming,such as low accuracy.measuring time long,unrest congfigruent.The subject of the infrared temperature system can realize the body temperature close distanceor distance measured accurately.The design for the STC89C52 single-chip microcomputer as the core component. Use contact-less temperature preach OTP-538U temperature in sampling.Operational amplifier chip LM324 will sent electrical signals to the A/D module after pre-amplification,A/D and 12 of the high accuracy of TLC2543 chip,digital signals to control STC89C52core,and the microprocessor complete data collection and conversion,realize real-time temperature measurement and real –time display to LCD1602 module.This paper studies the contact signal-chip microcomputer temperature measurement system because of the object to be tested for infrared radiation is the contact nondestructive measurement, the measurement process won’t disrupt the measured part of the temperature field,fast response,temperature high resolution,good stability and long service life and a series of asvantages,than traditional contact temperature measurement have more situations adaptability.KEY WORDS : STC89C52；Non contact sensor；LM324；Infrared radiation目录第1章绪论 (1)研究课题背景 (1)第2章红外测温仪概述 (2)2.1 红外测温仪简介 (2)2.2 红外线测温仪的优点 (2)2.3 红外测温仪工作原理及测温方法 (2)第3章系统硬件设计 (4)3.1 硬件设计概述 (4)3.2 单片机STC89C52模块 (5)3.2.1 MCS-51单片机内部结构 (5)3.2.2 STC89C52RC单片机介绍 (5)3.2.3 STC89C52RC单片机的工作模式 (6)3.2.4 STC89C52RC引脚功能说明 (7)3.2.5 看门狗应用 (10)3.3红外测温模块 (10)3.3.1特性 (10)3.3.2 应用 (10)3.3.3 传感器特性 (11)3.3.4实用连接电路图 (1)3.4 放大电路模块 (2)3.4.1 LM324的引脚排列 (2)3.4.2 参数与描述 (2)3.4.3特点 (3)3.4.4 应用电路 (4)3.5 A/D转换模块 (5)3.5.1 TLC2543的特点 (5)3.5.2 TLC2543的引脚排列及说明 (5)3.5.3 接口时序 (6)3.5.4 应用电路 (8)3.6 电源模块 (8)3.6.1整流桥 (9)3.6.2 应用电路图 (10)3.7 液晶显示模块 (10)3.7.1 管脚功能 (11)3.7.2 特性 (12)3.7.3 应用电路 (13)第4章系统软件设计 (14)4.1 总体设计 (14)4.2 A/D转换单元时序 (15)4.2.1 TLC2543控制字 (15)4.2.2 工作流程 (16)4.3 LM324模块 (19)4.4 红外传感器模块 (20)4.5 LCD1602显示模块 (21)4.5.11602LCD的指令说明及代码解释 (21)4.5.2 液晶显示模块程序流程图 (24)第5章总结 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)第1章绪论研究课题背景温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位。
红外温度传感器及红外温度计的设计与研究
题目：温度传感器及非接触式体温计
精品课件
实验目的
研究一种温度传感器的特性，并通过自主设计一 种非接触式体温计，了解市场上一些非接触式体 温计的基本原理，丰富知识。
经由实验，学习和掌握单片机知识和软件的操作， 锻炼自己的动手和动脑的能力。
试图在能完成实验的基础上寻找创新点，培养创 新意识。
•在小距离范围内，角度变化对实验结果的影 响很小 •在4cm处左右图像比较明显的呈现二次型变化， 且随着距离的增大，图像弯曲程度越大。
精品课件
物体大小对实验结果的影响
4cm,改变物体直径，55C（改变纸杯的圆扁）
精品课件
定标后数据及图像
4cm距离处在人体体温范围（36~42）内的图像拟合
精品课件
• 若干电阻和电容 • 液晶显示模块等
精品课件
物理特性研究
• 环境温度对实验结果的影响 • 距离对实验结果的影响 • 角度对实验结果的影响 • 物体大小对实验结果的影响
精品课件
物理特性研究
实验数据测量过程中发现
• 转化所得数对应温度的精确度在不同温度段不同， 范围在0.2到1.5度左右。
• 在室内，无阳光直接照射传感器的条件下，传感器 正对亮出与背对亮处的示数相差不超过1。可以基本 认为，在室内，光线对传感器影响不大。
数据斜率对比
4cm
精品课件
数据斜率对比
5cm
精品课件
数据斜率对比
6cm
精品课件
物理特性研究
距离对实验结果的影响
•数据整体呈一次线性变化，且随着距离 的增加，斜率逐渐减小。
•实验在2.5cm到5cm内，测量数据可重复 性最高，拟合后偏差最小
•在人体温度范围（35至43度）内，我们 取偏差较小的4cm为主要研究距离。
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3.完成对所使用的温度传感器的物理特性进 行系统的研究。
演示如下
B
35
B
2
传感器的选择及研究
基本原理：
我们选择研究型 号为HEIMANN3872热 电堆红外温度传感器。
热电堆红外传感
器原理是将多个热电
偶串联起来, 使其具
有较高灵敏度。传感
器内还集成了一个热
敏电阻, 以利于温度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
补偿使用，可以减小
环境温度带来的误差
B
3
以传感器制作的非接触体温计
•
HEIMANN3872热释电红外线传感器能在
6cm，41C
B
30
角度对实验结果的影响
从实验数据中我们可以看出
•在小距离范围内，角度变化对实验结果的影 响很小 •在4cm处左右图像比较明显的呈现二次型变 化，且随着距离的增大，图像弯曲程度越大。
B
31
物体大小对实验结果的影响
4cm,改变物体直径，55C（改变纸杯的圆扁）
B
32
定标后数据及图像
4cm距离处在人体体温范围（36~42）内的图像拟合
B
33
预期效果
该红外温度计分为3个模式
1.能测各种物体-20度至200度以内的表面温 度；
2.能测人体额头温度，并进行一定转化，换 算成体温值；
3.能测口腔温度，并转化成体温值。
B
34
目前已完成
1.完成电路，并能显示出温度变化引起的示 数变化。
单片机接收 数字信号，并进 行事先写好的函 数，将所得信号 转化成温度数字 输出
B
7
以HEIMANN3872制作的红外体温计
4.显示部分
单片机输出 的温度值通过液 晶模块输出显示 出来
B
8
以HEIMANN3872制作的红外体温计
主要实验器材：
• 热释电红外温度传感器HEIMANN3872 • STC89C52单片机最小系统
• 在室内，无阳光直接照射传感器的条件下，传感器 正对亮出与背对亮处的示数相差不超过1。可以基本 认为，在室内，光线对传感器影响不大。
• 介于外界会产生干扰，环境温度对实验结果有一定 影响。我们利用该型号传感器的特点进行温度补偿，
使其影响降至最低。实验时，我们在早晚和中午对
同一温度的水经行对比测量，测距为4cm,发现昼夜 温差的影响可以接受。
• ADC0804， ICL7650 ，TL082
• 若干电阻和电容 • 液晶显示模块等
B
9
物理特性研究
• 环境温度对实验结果的影响 • 距离对实验结果的影响 • 角度对实验结果的影响 • 物体大小对实验结果的影响
B
10
物理特性研究
实验数据测量过程中发现
• 转化所得数对应温度的精确度在不同温度段不同， 范围在0.2到1.5度左右。
物理实验竞赛设计
题目：温度传感器及非接触式体温计
B
1
实验目的
研究一种温度传感器的特性，并通过自主设计一 种非接触式体温计，了解市场上一些非接触式体 温计的基本原理，丰富知识。
经由实验，学习和掌握单片机知识和软件的操作， 锻炼自己的动手和动脑的能力。
试图在能完成实验的基础上寻找创新点，培养创 新意识。
非接触的条件下检测出人体辐射的红外线能量
的变化, 并将其转换成电压信号输出。
•
将这个电压信号加以补偿并放大, 通过
数模转化，将信号以数字信号的形式传递给单
片机。单片机处理运算，通过液晶模块输出温
度数值。
B
4
以HEIMANN3872制作的红外体温计
1.信号采集与放大 部分
整个过程概
括为: 红外传感 器HEIMANN3872 采集外界信号引
B
11
试验数据处理及图像拟合
1.5cm处所有数据的图像拟合(origin)
B
12
试验数据处理及图像拟合
6cm处所有数据的拟合图像
B
13
试验数据处理及图像拟合
4cm处所有数据的图像拟合
B
14
实验数据处理及图像拟合
B
15
数据斜率对比
1.5cm
B
16
数据斜率对比
2cm
B
17
数据斜率对比
2.5cm
•在人体温度范围（35至43度）内，我们 取偏差较小的4cm为主要研究距离。
B
24
角度对实验结果的影响
1cm，42C
B
25
角度对实验结果的影响
2cm，水温43C
B
26
角度对实验结果的影响
3cm，43C
B
27
角度对实验结果的影响
4cm，42C
B
28
角度对实验结果的影响
5cm
B
29
角度对实验结果的影响
B
18
数据斜率对比
3cm
B
19
数据斜率对比
3.5cm
B
20
数据斜率对比
4cm
B
21
数据斜率对比
5cm
B
22
数据斜率对比
6cm
B
23
物理特性研究
距离对实验结果的影响
•数据整体呈一次线性变化，且随着距离 的增加，斜率逐渐减小。
•实验在2.5cm到5cm内，测量数据可重 复性最高，拟合后偏差最小
起输出电压的变
化, 电压经过 ICL7650 和TL082 的处理放大输出。
B
5
以HEIMANN3872制作的红外体温计
2.数模转换部分
将处理并放 大后的模拟电 压信号通过 ADC0804转换为 数字型号（此 处暂时由其他 型号模块代替）
B
6
以HEIMANN3872制作的红外体温计
3.单片机接收处 理部分