带距离补偿的红外辐射温度传感器电路设计与调试
红外线测温的距离补偿
红外线测温的距离补偿
红外线测温是一种非接触式的温度测量方法，可以通过检测目标表面辐射的红外线，来测量目标表面的温度。
但是在实际应用中，由于红外线传输过程中会受到多种因素的影响，如大气吸收、反射、散射等，因此测量结果可能会存在误差。
其中一个重要的误差源就是测量距离。
在实际应用中，红外线测温仪通常都有一个测量距离范围，例如0.5米到2米。
如果在测量时距离目标表面的距离不在这个范围内，就会影响测量结果的准确性。
通常情况下，如果距离太近，测量结果会偏高；如果距离太远，测量结果会偏低。
因此，在进行红外线测温时，需要进行距离补偿，以提高测量的准确性。
距离补偿的方法有很多种，其中比较常见的方法包括：
1.手动补偿法：即根据实际距离和测量距离范围的差异，手动设定一个补偿值，用于纠正测量误差。
2.自动补偿法：一些高端的红外线测温仪，可以通过内置的算法自动计算距离补偿值，从而减小距离对测量结果的影响。
3.辅助设备法：有些红外线测温仪配备了激光测距仪或者摄像头等辅助设备，可以帮助用户准确测量目标表面与测量仪之间的距离，从而进行距离补偿。
距离补偿是保证红外线测温准确性的一个重要环节，特别是在一些精度要求较高的场合，如工业生产、医疗卫生等领域，距离补偿的作用更加明显。
因此，在进行红外线测温时，需要根据具体情况选择
合适的距离补偿方法，以提高测量结果的准确性和可靠性。
红外传感器调试方法说明书
红外传感器调试方法说明书说明书编号: IRCS-2023引言红外传感器是一种广泛应用于各个领域的传感器，能够通过感知红外辐射并将其转化为可测量的电信号。
本说明书旨在提供红外传感器调试的详细步骤和方法，以确保传感器正常运行，并满足用户需求。
1. 设备准备为了顺利进行红外传感器的调试工作，您需要准备以下设备和材料：- 红外传感器 (型号:XXXX)- 开发板 (型号:YYYY)- 万用表- 电源供应器- 计算机2. 硬件连接在开始调试之前，请确保正确连接以下硬件，并按照如下步骤进行操作：1) 将红外传感器通过导线连接到开发板上的对应引脚，并确保连接稳固。
2) 使用万用表检查传感器的电源和地线连接是否正确、稳定。
3) 确保开发板与计算机通过串口或USB线缆连接，以进行数据传输和调试。
3. 软件配置在进行红外传感器调试之前，需要进行相关的软件配置。
请按照以下步骤进行操作：1) 下载并安装红外传感器驱动程序，以确保计算机能够正确识别和操作传感器。
2) 打开相关调试软件，并选择适当的设置选项。
根据传感器型号和需求，进行参数和模式的配置。
4. 传感器校准在正式使用红外传感器之前，需要对其进行校准以保证测量的准确性和稳定性。
请按照以下步骤进行传感器校准：1) 将红外传感器放置于环境温度和湿度合适的环境中，等待传感器稳定。
2) 使用万用表或计算机软件读取传感器的输出信号。
3) 以标准物体或场景作为参照，通过更改传感器的参数和配置，使传感器输出的数值与标准数值一致或相近。
4) 多次校准，直至传感器输出准确稳定。
5. 功能验证在传感器校准完成后，需要进行功能验证以确保传感器能够正常工作。
请按照以下步骤进行功能验证：1) 将红外传感器放置在待测目标物体或场景前。
2) 观察传感器输出的电信号变化或使用计算机软件分析传感器输出的数据。
3) 验证传感器是否能够准确、稳定地检测目标物体或场景，并输出相应的电信号。
6. 故障排除如果在传感器调试过程中遇到任何问题或异常情况，请参考以下常见故障排除方法：- 检查硬件连接是否正确，确保所有线缆和插头牢固连接。
红外辐射探测器灵敏度补偿方案
红外辐射探测器灵敏度补偿方案红外辐射探测器是一种常用于工业和军事领域的重要设备，用于探测和测量物体发出的红外辐射能量。
然而，由于环境因素和器件本身的不足，探测器在不同条件下的灵敏度存在差异。
为了解决这个问题，开发了灵敏度补偿方案。
本文将探讨红外辐射探测器灵敏度补偿的原理、方法和应用。
一、灵敏度补偿的原理红外辐射探测器的灵敏度受到环境温度、物体距离、探测器退化和敏感元件参数漂移等因素的影响。
灵敏度补偿的原理是通过引入补偿电路或软件算法，校正探测器输出的信号，使其在不同条件下保持一致的响应。
传感器的灵敏度补偿通常包括两个主要方面：热干扰补偿和距离渐减补偿。
1. 热干扰补偿环境温度的变化会导致红外辐射探测器的灵敏度发生变化，称为热干扰。
为了抵消热干扰的影响，可以在探测器中引入温度传感器，并利用它测量环境温度。
然后，根据环境温度的变化，调整探测器的工作参数，使其输出信号保持一致。
热干扰补偿可以通过几种方式实现，例如热电堆（thermopile）和热电阻（thermistor）等。
热电堆是一种通过测量热量差异产生电压信号的设备，它可以感知温度变化并在探测器中进行补偿。
热电阻则通过测量其电阻值的变化反映环境温度，并根据温度变化调整红外探测器的工作参数。
2. 距离渐减补偿红外辐射随着距离的增加而减弱，这是由于辐射能量在传播过程中的衰减所导致的。
为了补偿距离渐减的影响，可以引入距离传感器来测量探测器与目标物体之间的距离。
然后，根据距离信息调整探测器的灵敏度，以使其在不同距离下保持一致的响应。
距离渐减补偿可以通过多种技术实现，例如激光测距仪和超声波测距仪等。
这些传感器可以高精度地测量目标物体与探测器之间的距离，并根据测量结果进行灵敏度补偿。
二、灵敏度补偿的方法灵敏度补偿可以通过硬件电路和软件算法两种方法实现。
1. 硬件电路补偿硬件电路补偿是指通过改变探测器的电路结构和参数来实现灵敏度补偿。
通过添加补偿电路，可以根据环境温度和距离信息来调整探测器的灵敏度。
可编程调整距离的反射红外传感器的设计
论文题目可编程调整距离的反射红外传感器的设计1、选题背景（含国内外相关研究综述及评价）与意义。
传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。
传感器技术是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、光学、声学、精密机械、仿生学、材料科学等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术之一。
传感器已广泛应用于航天、航空、国防科研、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林、渔业生产、食品、烟酒制造、机器人、家电等诸多领域，可以说几乎渗透到每个领域。
而红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用，可以预见未来将会有更大的发展。
能将红外辐射量变化转换成电量变换的装置称为红外传感器，红外传感器是根据热电效应和光子效应制成的。
反射式红外线传感器是一对红外线发射接收管经过电路变换成开关信号后的成品，其内部集成了放大电路，有PNP和NPN常开常闭输出或者电压上下拉输出。
反射式红外线传感器又分为漫反射和回归反射型。
红外线发射接收对管,就是一对独立的单个器件组合。
有些人也叫光电传感器或光电开关。
红外线探头是感应红外线的传感器，分人体红外线传感器和温度红外线传感器多种。
反射式红外线传感器电路的核心器件是两个中规模集成电路，分别是锁相环音频译码集成电路LM567和双定时器NE556(或定时器NE555)，它能够有效地检测到进入其设定的感应区域的人体或者物体并控制电磁阀等设备产生相应动作。
经适当的改装，可以作为大小便节水器，自动洗手机器，自动干手器，红外线报警器，节水型淋浴器，自动玻璃门等的控制电路。
其突出优点是由于LM567内置锁相环无须进行频率调整，使用方便，电路集成化程度较高，分立元件数较少，电路简单，线路板体积小，工作稳定可靠，能耗小。
盖电路在各类家用电器，安全保卫和宾馆酒店等场所具有较强的实用性。
红外线感应电路设计总结
红外线感应电路设计总结红外线感应电路设计，听上去可能有点儿高大上，实际上呢，跟我们平时用的灯控、自动门、甚至家里的智能设备都有着千丝万缕的联系。
你想啊，谁不喜欢那种走近门口，门就自动开了的感觉？简直跟科幻电影里的一样！不过说到这，红外线感应电路也没那么神秘，它其实就是利用红外线的“看不见”的特性来感应周围的物体。
好啦，今天咱就聊聊这个电路设计的那些事儿，轻松点，别紧张。
说到设计这玩意儿，第一步最重要的就是弄清楚到底要干什么。
你得知道自己是要做一个自动开关灯，还是自动门，抑或是其他什么设备。
目标明确了，接下来就好办了。
红外线感应原理其实很简单，利用红外线探测器来检测周围物体的热量变化。
这个热量呀，正是人体或者动物发出的，我们俗称的“体温”。
这个探测器就像是一个小小的眼睛，默默地观察周围，发现有热源出现时，就会发出信号，告诉控制系统：嘿，有人来了！然后，灯亮了，门开了，一切就像你点个按钮一样简单。
你得选个合适的元件，这个电路需要啥组件才能跑得顺畅？得有个红外探测模块，通常用的是被动红外传感器，也就是咱们常见的PIR传感器。
这个传感器不仅能探测到温度的变化，还能感知到物体移动。
它像个“隐形的眼睛”，不发光，却能感知一切。
控制器呀、继电器呀这些也得有，简单的说，这些玩意儿负责接受传感器传来的信号，决定是开灯还是开门。
还得有电源呀，电池也行，电线插头也行，反正不能断电。
设计的时候要特别注意一个问题，那就是灵敏度。
你肯定不想要一开门就感觉“哇，门跟着我走”，对吧？不止你，设备自己也得听话。
像PIR传感器一般都有调节灵敏度的功能，调得太灵敏，可能风吹草动都能触发；不够灵敏呢，恐怕你站在门前也得等半天。
这个“适中”的把握，真得靠经验了。
然后，再就是工作距离，没错，红外线感应的工作距离也是有讲究的，太远了可能灵敏度会下降，太近了就得控制精度了。
电路的设计可不是简单地把零件搭在一起就行，得讲究个合理性。
接线图是一定要有的，这不光是为了好看，更是为了防止做错连接。
基于距离补偿的红外测温系统设计
长春理工大学学报（自然科学版）Journal of Changchun University of Science and Technology （Natural Science Edition ）Vol.42No.2Apr.2019第42卷第2期2019年4月收稿日期：2018-09-04作者简介：葛泽勋（1994-），男，硕士研究生，E-mail ：981102100@ 通讯作者：曹秒（1975-），女，博士，副教授，E-mail ：79816540@基于距离补偿的红外测温系统设计葛泽勋1，曹秒1，安志勇2（1.长春理工大学生命科学技术学院，长春130022；2.长春理工大学光电工程学院，长春130022）摘要：分析了物体表面发射率、背景环境温度和测量距离对红外测温系统精度的影响。
当测量距离增大时，会很大程度的降低测温精度。
为了提高红外测温精度、减小红外测温误差，根据红外辐射理论和红外测温系统测温原理，推导出温度测量误差与测量距离之间的关系式，并设计了基于距离补偿的红外测温实验系统。
根据最小二乘原理，结合实验数据，通过曲线拟合得到测量距离的补偿公式。
通过对系统测得的温度进行距离补偿计算后，可得到被测物体的实际温度。
实验结果表明系统在0~20cm 测量时误差在0.02℃以内，在20~70cm 测量时误差在0.05℃以内，提高了测温精度，验证了距离补偿方法的准确性。
关键词：红外测温；测量距离；距离补偿中图分类号：TN216文献标识码：A文章编号：1672-9870（2019）02-0057-04Design of Infrared Temperature Measurement SystemBased on Distance CompensationGE Zexun 1，CAO Miao 1，AN Zhiyong 2（1.School of Life Science and Technology ，Changchun University of Science and Technology ，Changchun 130022；2.School of Optoelectronic Engineering ，Changchun University of Science and Technology ，Changchun 130022）Abstract ：The influence of surface emissivity ，background ambient temperature and measuring distance on the accuracy of infrared temperature measurement system are analyzed.The temperature measurement accuracy is greatly reduced when the measurement distance increases.The relationship between temperature measurement error and measurement dis-tance is derived ；and an infrared temperature measurement experiment system based on distance compensation is designed to improve infrared temperature measurement accuracy and reduce error according to the theory of infrared radiation and the temperature measurement principle of infrared temperature measurement system.The compensation formula for measuring the distance is obtained by curve fitting according to the principle of least squares combined with the experi-mental data.The actual temperature of the measured object is calculated by calculating the distance measured by the system.The experimental results show that when the error of the system is less than 0.02°C measuring from 0to 20cm and the error is less than 0.05°C measuring from 20cm to 70cm the accuracy of temperature measurement is im-proved and the accuracy of the distance compensation method is verified.Key words ：infrared temperature measurement ；measuring distance ；distance compensation在电力、化工、交通机械、医疗等许多领域中，及时了解设备、产品、零件的温度都是十分必要的。
温度补偿电路设计方法
温度补偿电路设计方法温度补偿电路（Temperature Compensation Circuit）是一种用于消除电子元件在不同温度下的性能变化的电路，通过对元件的温度变化进行监测和补偿，可以有效地提高电路的稳定性和可靠性。
温度补偿电路在各种电子设备中广泛应用，特别是在高精度仪器仪表、自动控制系统等领域。
一、温度补偿电路的设计原理温度补偿电路的设计原理是基于电子元件在不同温度下的特性变化，通过监测温度变化并根据预先设定的补偿参数，调整电路中的参数使得其在不同温度下具有相同的性能。
常见的温度补偿电路设计方法主要有以下几种：1. 精确监测温度变化温度补偿电路首先需要准确地监测温度的变化，一般采用温度传感器来实现。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热敏电容和热电偶等。
这些传感器能够根据温度的变化产生相应的电信号，通过将这些信号与参考温度进行比较来确定温度的变化值。
2. 确定补偿参数根据元件的特性、温度变化范围和补偿要求，可以确定合适的补偿参数。
补偿参数一般包括温度系数和补偿电阻等。
温度系数表示元件性能随温度变化的程度，通常以单位温度变化引起的性能变化百分比来表示。
补偿电阻则是通过调整电路中的电阻值来实现对性能的补偿。
3. 设计补偿电路在确定好补偿参数后，可以根据元件的特性和电路要求设计出相应的补偿电路。
常用的补偿电路包括电阻网络、差动放大器和运算放大器等。
这些电路能够根据温度变化调整电路中的参数，使其具有与参考温度下相同的性能。
4. 电路测试和调整完成补偿电路的设计后，需要对其进行测试和调整，以确保在不同温度下能够有效地对元件的性能进行补偿。
测试过程中可以通过改变温度，观察电路输出的变化，以确定补偿效果。
如果发现补偿不理想，可以进行相应的调整，直到满足设计要求。
二、温度补偿电路的应用温度补偿电路在各种电子设备中都有广泛的应用。
它能够有效地提高电路的稳定性和可靠性，并改善仪器仪表的精度和性能。
1. 高精度仪器仪表在高精度仪器仪表中，如电压源、电流源、阻抗测量器等，温度补偿电路是非常重要的。
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》范文
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步，红外温度监测仪在众多领域中得到了广泛的应用，如工业生产、医疗诊断、环境监测等。
然而，传统的红外温度监测仪在测量时往往受到距离的影响，导致测量结果存在误差。
因此，研究并实现具有距离自动修正功能的红外温度监测仪，具有重要的应用价值。
本文旨在研究该监测仪的原理、设计、实现及其实验结果。
二、相关工作与原理分析首先，需要明确红外温度监测的基本原理。
红外温度监测仪通过接收物体发射或反射的红外辐射，将其转换为电信号，进而计算出物体的温度。
然而，由于测量距离的变化，会导致红外辐射的接收强度发生变化，从而影响温度测量的准确性。
为了解决这一问题，我们提出了具有距离自动修正功能的红外温度监测仪。
其基本原理是通过在红外温度监测仪中加入距离传感器，实时获取测量距离信息。
然后，结合距离与红外辐射强度的关系，对测量结果进行自动修正，以提高测量的准确性。
三、系统设计与实现1. 系统设计系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计包括红外传感器、距离传感器、微处理器等部分的选型和电路设计。
软件设计则包括数据采集、处理、修正及显示等功能的实现。
在硬件设计方面，我们选择了高灵敏度的红外传感器和距离传感器，以保证测量的准确性。
同时，采用微处理器对数据进行处理和修正，以实现自动化的功能。
在软件设计方面，我们采用了模块化的设计思想，将系统分为数据采集、数据处理、距离修正、温度计算和结果显示等模块。
每个模块都有明确的功能和输入输出，便于后续的维护和升级。
2. 实现过程在实现过程中，我们首先完成了硬件电路的搭建和调试。
然后，根据系统设计的需求，编写了相应的软件程序。
在程序编写过程中，我们采用了C语言作为主要编程语言，以实现对硬件的驱动和控制。
同时，我们还采用了嵌入式系统技术，将程序烧写到微处理器中，以实现系统的自动化和实时性。
四、实验与结果分析为了验证系统的性能和准确性，我们进行了实验测试。
红外传感器的调节方法与误差控制
红外传感器的调节方法与误差控制红外传感器是一种常用的电子设备，能够感测并测量物体的红外辐射，广泛应用于安防监控、温度测量、人体检测和自动化控制等领域。
然而，在实际应用中，红外传感器的调节与误差控制是非常重要的。
本文将从红外传感器的调节方法和误差控制两个方面进行论述。
首先，我们来看一下红外传感器的调节方法。
红外传感器的性能与参数的调节，可以直接影响其测量的准确性和精度。
常见的调节方法包括增益调节、滤波器的选择、增加/减少灵敏度等。
增益调节是一种常用的调节方法，可以通过改变电路中的增益系数来调节传感器的灵敏度。
当传感器对于物体的红外辐射信号感知能力较低时，可以适当提高增益，以增强灵敏度；相反，当传感器对于环境中其他干扰信号过于敏感时，可以降低增益，以减少误差信号的影响。
滤波器的选择也是红外传感器调节的重要方法之一。
由于环境中存在各种不同频率的干扰信号，传感器输出的信号往往包含有噪声。
通过选择合适的滤波器，可以滤除干扰信号，提高信号与噪声的比值，从而提高传感器的测量准确性。
此外，增加或减少红外传感器的灵敏度也是一种常用的调节方法。
传感器的灵敏度反映了其对于红外辐射的响应能力。
当传感器的灵敏度较低时，可以适当提高其响应能力，以提高测量的准确性；当灵敏度过高时，可以适当降低其响应能力，以避免信号过于敏感而导致的误差。
除了调节方法外，误差控制也是红外传感器应用中的重要问题。
误差控制可以提高传感器的测量准确性和可靠性，从而更好地满足实际应用需求。
常见的误差源主要包括环境温度变化、测量距离变化和传感器本身的非线性特性等。
首先，环境温度变化是影响红外传感器测量准确性的重要因素之一。
由于红外辐射信号的强度与温度密切相关，环境温度的变化会导致传感器输出信号的波动。
为了减小温度变化对测量结果的影响，可以对传感器进行温度补偿，即通过校正算法对测量结果进行修正，使其与环境温度的变化无关。
其次，测量距离的变化也是导致误差的重要因素。
基于距离与环境温度补偿算法的红外测温精度优化策略
基于距离与环境温度补偿算法的红外测温精度优化策略摘要：为了提高红外热像仪在电力设备巡检时的温度测量精度，本文针对目标距离和环境温度对测量精度的影响，研究了一种基于距离与环境温度补偿算法的红外温度传感器的温度精度优化算法策略，使得测温精度能够显著提高，满足电力巡检的需求。
关键词：红外测温；精度优化策略；补偿算法1 引言红外热成像技术用于诊断电力设备的热故障时，具有效率高、安全可靠、不接触测温、探测距离远和检测速度快等特点。
当电力设备发生故障时，在早期会产生热异常现象。
通过红外热成像技术，可快速的对电力设备故障进行反应，以防更大的事故发生，但是，由于红外测温自身原理以及周围一些环境因素，比如，环境温度、距离等一些因素的限制，从而造成测温精度误差较大的问题[1]-[3]。
2 红外辐射基本理论红外热像仪是通过被测物体表面发出的辐射来确定物体温度的，在实际测量中，被测物体接收到的辐射包括自身辐射以及周围环境的辐射，因此被测物体表面的单色辐射照度为[4]：由于在红外热像仪工作过程中，被测物体的辐射亮度受到环境的影响会发生衰减，同时大气辐射也会作用于热像仪，故作用于热像仪的辐射照度为[4]：（2）（2）式中：图1 最小二乘法拟合曲线温度补偿流程图4.实验方案设计我们的实验是在一个可以调节室内温度的实验室内进行，以保证可以测得环境温度对红外探测器测量精度的影响。
实验过程所采用的主要设备有：1）Yado-EIP-D1型号的红外热像仪，通过USB接口与移动终端屏幕相连。
红外工作波段为8-14um，具有方便快捷，像素高的优点。
2）RX24-50N5ΩJ型号的热电偶作为黑体和油浸式的温度传感器测量环境温度。
3）在热电偶两端连接可控电压的电压源，通过改变电压的大小来控制热电偶的温度。
5相关实验过程与数据如下：1）环境温度固定为18℃时、不同测温距离引起的误差校正首先用红外热像仪采集了5组热电偶的实际温度及其在1～8m的测量距离下的数据如表1所示表1 不同测量距离测温值环境温度=__18__℃由表1可知，在保证环境温度不变的情况下，随着距离的增加，测温结果与热电偶的实际温度的误差越来越大，且当热电偶的温度较小时，在较远的距离无法红外热像仪测量到热电偶的温度。
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》范文
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步，红外温度监测仪在众多领域中得到了广泛的应用，如工业生产、医疗诊断、环境监测等。
然而，传统的红外温度监测仪在距离变化时，往往无法自动修正其测量结果，导致测量精度的下降。
因此，具有距离自动修正功能的红外温度监测仪的研究与实现显得尤为重要。
本文将探讨这一领域的研究进展及实现方法。
二、红外温度监测仪的原理及现状红外温度监测仪通过接收物体发射或反射的红外辐射，将其转换为电信号，进而计算出物体的温度。
然而，传统的红外温度监测仪在面对不同距离的测量目标时，由于光学系统的放大效应和信号衰减等因素的影响，往往导致测量精度的下降。
因此，具有距离自动修正功能的红外温度监测仪的研究与实现成为了一个热门的研究方向。
三、距离自动修正算法研究为了解决距离对红外温度监测仪测量精度的影响，研究者们提出了多种距离自动修正算法。
这些算法通常包括光学系统标定、信号处理算法以及软件校正等方法。
其中，光学系统标定是通过建立距离与测量结果之间的数学模型，实现对不同距离下的测量结果进行自动修正。
信号处理算法则是通过分析接收到的红外信号的特性和变化规律，实现对测量结果的自动修正。
而软件校正则是通过软件算法对测量结果进行实时校正，以消除距离对测量结果的影响。
四、实现方法与实验结果本文提出了一种基于光学系统标定的距离自动修正算法，并通过实验验证了其有效性。
实验中，我们首先对红外温度监测仪进行了光学系统标定，建立了距离与测量结果之间的数学模型。
然后，我们通过改变测量目标与红外温度监测仪之间的距离，观察其测量结果的变化。
实验结果表明，通过应用我们的距离自动修正算法，可以在不同距离下实现较高的测量精度。
五、应用前景与展望具有距离自动修正功能的红外温度监测仪在工业生产、医疗诊断、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
例如，在工业生产中，可以用于对生产线上的设备进行温度监控，及时发现设备故障；在医疗诊断中，可以用于对患者进行非接触式体温测量，提高诊断的准确性；在环境监测中，可以用于对大气、水源等环境因素进行实时监测，为环境保护提供有力支持。
带温度补偿的红外相机自动调焦系统设计
带温度补偿的红外相机自动调焦系统设计摘要：为满足红外相机的高清晰度成像要求，根据实验得到了相机在不同目标距离和不同温度条件下的调焦补偿量，利用线性拟合方法得到了基于距离和温度的调焦补偿量曲线，设计了基于直线步进电机和直线电位计的相机调焦系统。
试验证明，可有效补偿由目标距离和温度变化引起的离焦现象，系统的调焦定位精度在±0.003mm以内。
关键词：直线电机；直线电位计；调焦；1 引言变焦距镜头是光学系统的重要组成部分，随着目标距离及环境的变化，为了使目标能够成清晰的图像，光学系统必须实时的调整焦距改变像面位置。
随着相机技术的进步，对调焦精度要求越来越高，传统的凸轮及齿轮传动的调焦机构已满足不了精度的要求[1]。
本文设计了一种由直线步进电机、直线电位计、直线导轨及温度传感器等组成的调焦机构，通过上位机发送的目标距离信息和温度传感器采集的温度数据计算系统的调焦量，通过直线步进电机驱动，由精密螺杆组件带动变焦距镜组前后移动来实现焦距的精密调节，使系统能够连续稳定的获得清晰图像。
2 红外调焦系统的精度要求造成红外相机离焦主要有距离变化和温度变化两个因素。
光学系统的最大离焦量应小于相机的半焦深[2]，计算公式如下：本系统电机的步进角为1.8°，经过驱动器细分以后为0.9°，电机转一圈为360/0.9=400步。
本系统电机选用转子惯量为1.4gcm2，满足设计要求，螺杆的螺距为1.2mm，步进电机转动一步，镜组移动的距离为1.2mm/400步=0.003mm，因此最小调焦量为0.003mm。
3.3 调焦反馈机构本文采用的是丝杆螺母式设计，故使用直线电位计作为反馈原件。
选用有效长度为10mm直线电位计，数模转换采用12位AD转换芯片，满码值为4096，所以直线电位计分辨率为10/4096≈0.00244mm，0.003/0.00244≈1.23个码值，调焦量为±5mm，因此满足本系统结构精度要求。
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》范文
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》篇一一、引言随着科技的进步，红外温度监测仪已经广泛应用于各个领域，如工业生产、医疗卫生、环境保护等。
然而，传统的红外温度监测仪在距离目标物距离发生变化时，由于无法有效进行距离自动修正，导致其测量结果出现较大误差。
为了解决这一问题，我们设计并实现了一种具有距离自动修正功能的红外温度监测仪。
本文将对该仪器的研究与实现过程进行详细阐述。
二、研究背景与意义传统的红外温度监测仪主要依靠非接触式测量原理，通过接收目标物辐射的红外线能量来测量其表面温度。
然而，由于环境因素和测量距离的变化，传统红外温度监测仪的测量结果往往存在较大误差。
为了解决这一问题，具有距离自动修正功能的红外温度监测仪应运而生。
该仪器通过引入距离传感器和算法修正技术，实现对目标物距离的自动检测和修正，从而提高测量精度和可靠性。
三、系统设计与实现1. 系统架构本系统主要由红外传感器、距离传感器、数据处理单元和显示单元等部分组成。
其中，红外传感器负责接收目标物的红外辐射能量；距离传感器用于检测红外传感器与目标物之间的距离；数据处理单元负责对接收到的数据进行分析处理，并实现距离自动修正功能；显示单元则用于将处理后的结果进行展示。
2. 关键技术与算法本系统的关键技术在于距离自动修正算法的实现。
我们采用了基于机器视觉和深度学习的算法，通过训练大量数据来提高算法的准确性和鲁棒性。
具体实现过程中，我们首先利用距离传感器获取目标物与红外传感器之间的距离信息；然后，通过算法对距离信息进行计算和修正，以消除距离变化对红外温度测量结果的影响；最后，将修正后的结果通过显示单元进行展示。
3. 硬件实现在硬件实现方面，我们选用了高精度的红外传感器和距离传感器，以确保测量结果的准确性。
同时，我们还采用了低功耗设计，以延长设备的续航时间。
此外，我们还对设备的外观和结构进行了优化设计，使其更加便于携带和使用。
四、实验与测试为了验证本系统的性能和效果，我们进行了大量的实验和测试。
项目十二红外距离检测电路的安装与调试
项目十二红外距离检测电路的安装与调试电路功能分析授课教师授课内容红外距离检测电路功能分析授课班级授课地点授课时间2教学目标知识目标1.能说出红外距离检测电路在实际生活中的应用；2.能讲述红外距离检测电路的结构组成；3.能叙述红外距离检测电路的功能。
能力目标1.能识读红外距离检测电路原理图；2.能分析元器件在电路中的作用；3.能分析红外距离检测电路的工作原理。
情感态度与价值观1.激发红外距离检测电路学习兴趣；2.培养红外距离检测电路学习信心。
教学重难点教学重点：分析电路工作原理。
教学难点：分析元器件在电路中的作用。
教学模式启发讨论式教具准备教材、教学设计、PPT等教学过程设计教学过程教学内容一、认识红外距离检测电路1.红外距离检测电路红外距离检测是通过电路发射、接受红外线来检测距离远近。
随着科技的发展和不断进步，距离检测的方法呈现多样化发展趋势，手段越来越先进，如雷达、超声波和红外反射，等。
2.带有红外距离检测功能的不同仪器设备二、识读电路图红外距离检测电路结构1.电源电路；2.红外发射电路；3.红外接收放大电路；4.红外信号处理电路三、分析电路工作原理1.电源电路电源电路包括固定三端集成稳压器LM7809、输入极性接反保护二极管D1、滤波电容C9、去耦电容C7、C8，等。
2.红外发射电路红外发射电路由NE555时基电路和红外发射二极管LF以及外围电阻、电容组成的多谐振荡电路，谐振荡电路产生矩形波驱动红外发光二极管发射红外光。
3.红外接收放大电路红外接收放大电路由运放U2A、红外接收二极管LJ等元器件组成。
红外反射光信号由LJ接收后通过电容C3耦合到反相比例运算放大器U2A进行放大。
4.红外信号处理电路红外信号处理电路由U2B、U2C、U2D组成的电压比较器组成。
四、分析电路功能接通电源后，LM7809输出+9V直流电压。
555多谐振荡器产生矩形波，驱动红外发射二极管发射红外光。
红外光经障碍物反射后由红外接收二极管接收转化为电信号，通过放大器放大再送入比较器，由比较器驱动显示电路显示障碍物的距离。
基于距离补偿的红外测温系统的设计
非接触是红外测温的一大优点，但同时也会引来各种误差， 主要体现在以下三方面。
1.1 发射率 发射率即物体或黑体表面发射的辐射能量实际值与根据普朗 克定律计算得到的辐射能量理论值的比值。红外测温传感器能够 接收多少辐射能量与被测物体的发射率正相关，因此传感器自身 辐射率的设置是误差的来源之一 ：当设置的辐射率小于物体实际 发射率时，测得的温度将偏低，反之，测量实际发射率偏低的物 体时，测得的温度将高于物体的实际温度。 1.2 环境温度 环境温度对红外测温传感器的测量也有一定影响，物体单位 面积发出的净辐射能为该物体单位面积表面辐射的辐射能减去被 它所吸收的辐射能 [3]，环境温度的升高会导致物体吸收的辐射能 增多，物体发出的净辐射能则会减少，从而影响传感器测量的准 确性。 1.3 距离系数 距离系数（K）指的是被测物体的直径 D 与红外测温传感器 到物体的距离 S 的比值，K 越大，传感器的视场越大，测量误差 也就越小。因此，为了能够准确测量物体温度，要求被测物体尺 寸必须大于传感器的视场。TN901 的 D ：S 只有 1 ：1，即在测量 直径为 10cm 的热源时就要求测量距离不应超过 10cm，否则会引 起较大的误差。因此进行距离补偿是十分有意义的。 2 距离补偿的设计与实现 由于红外测温传感器在测量过程中对距离比较敏感，因此对 红外测温传感器进行距离补偿是十分必要的。这里我们通过拟合 误差 - 距离补偿公式，从而每一次测量都可以根据传感器与被测 物体之间的距离，计算得到相应的补偿值，最后将测量值与补偿 值相加即可得到补偿后的温度值。测温系统的设计如下 ： 1）红外测温传感器：选用台湾燃太公司（ZyTemp）的 TN901 红外温度计模块，该模块采用高灵敏度、高精度、低功耗的设计， 保证了使用的优良特性。 2）超声波测距传感器 ：超声波测距具有信息处理简单、距 离分辨力强、实时性强和价格低廉等优点，其原理为测量超声波 往返传感器与被测物体之间的时间，并根据声速计算得到二者之
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》范文
《具有距离自动修正的红外温度监测仪的研究与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步，红外温度监测仪在众多领域中得到了广泛应用。
在各种环境和条件下，如何更准确、更高效地监测目标温度，成为了该领域研究的重要课题。
本论文主要针对具有距离自动修正功能的红外温度监测仪展开研究，分析其工作原理及实现方法，并通过实践案例来展示其效果和优越性。
二、红外温度监测仪的基本原理与现状红外温度监测仪是利用物体辐射出的红外线来测量其表面温度的一种仪器。
这种仪器广泛应用于电力、石油、化工、冶金等工业领域以及日常生活等领域。
然而，传统红外温度监测仪往往受环境因素和距离的影响，导致测量结果存在较大误差。
因此，如何提高红外温度监测仪的准确性和可靠性成为了该领域研究的重点。
三、具有距离自动修正的红外温度监测仪的设计思路为了解决传统红外温度监测仪的局限性，我们设计了一种具有距离自动修正功能的红外温度监测仪。
该仪器通过引入距离传感器和算法模型，实现对目标距离的自动检测和修正，从而提高测量结果的准确性。
（一）硬件设计该仪器主要由红外传感器、距离传感器、微处理器和显示模块等部分组成。
其中，红外传感器负责接收目标物体辐射的红外线；距离传感器则用于检测目标物体与仪器之间的距离；微处理器负责处理传感器数据并输出结果；显示模块则用于将测量结果显示给用户。
（二）软件设计在软件设计方面，我们采用了先进的算法模型来实现对目标距离的自动检测和修正。
该模型通过分析红外传感器和距离传感器的数据，实时计算目标物体的实际温度，并自动修正因距离变化引起的误差。
四、实验与实现为了验证具有距离自动修正的红外温度监测仪的准确性和可靠性，我们在实际环境中进行了多次实验。
实验结果表明，该仪器在不同环境和不同距离条件下均能实现较高的测量精度，明显优于传统红外温度监测仪。
此外，我们还对该仪器在实际应用中的效果进行了展示，如在电力、石油等领域的现场应用情况。
五、结论本论文研究了具有距离自动修正的红外温度监测仪的设计与实现方法。
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常州刘国钧高等职业技术学校
毕业论文
编号
论文名称带距离补偿的红外辐射温度传感器电路设计与调试
系部机电工程系
专业机电一体化
班级 0961
姓名闫瑞阳
学号 15
指导教师盛希宁
2014年 05 月 04 日
温度检测是现代工业的命脉，测量温度的方法可以分为接触式和非接触式测温。
传统的接触式测温仪因其响应速度慢，测温时间长等缺点，在某些应用领域逐渐被红外非接触测温系统代替。
目前，红外测温系统是最主要的非接触测温方式之一，其响应速度快、测量范围宽、灵敏度高等优点，被广泛应用于各行各业。
但由于红外测温仪的测量精度很容易受到环境温度，测量距离等外界因素的影响，导致其测量误差增大，因此，减少外界因素对红外测温仪的测量精度影响是具有十分重要的意义。
本课题主要是以降低距离因素以及环境温度因素对红外测温仪测量精度的影响为目的，阐述了红外测温原理及方法，详细的描述了ATmega16单片机、红外测温硬件的系统结构以及硬件的设计与调试，并且主要针对距离因素对红外测温的影响做了相关实验，通过三种成品化的红外测温仪以及本课题中所设计的红外测温系统测量数据分析对比，具有距离补偿以及精确的环境温度补偿的红外测温系统有效的降低了距离、环境温度的外界因素影响，具有低功耗、响应速度快、灵敏度高、准确性高等优点，能够适用于不同环境温度下、测量距离偏长的应用场合。
关键词：距离补偿、红外辐射、温度传感器、测温
第一章红外辐射测温原理 (1)
1.1 红外辐射的理论基础 (1)
1.2 影响红外辐射的因素 (2)
第二章红外辐射测温方法与红外测温仪的结构组成 (3)
2.1 红外测温的方法 (3)
2.2 红外测温仪的结构组成 (3)
第三章距离因素对红外辐射测温仪的影响 (5)
3.1 DT-811红外辐射测温仪的温度测量值 (5)
3.2 GM300红外辐射测温仪的温度测量值 (6)
3.3 AR320红外辐射测温仪的温度测量值 (7)
第四章带距离补偿的红外辐射测温硬件电路设计 (9)
4.1 硬件总体设计 (9)
4.2 OTP-538U传感器的工作原理和性能 (9)
4.3 目标温度的电信号处理电路 (11)
4.4 超声波测距电路 (13)
4.5 数字化处理及显示电路 (14)
第五章电路标定与调试 (16)
5.1 固定测量距离（3cm），改变被测目标温度时，红外辐射测温系统测量结果 (16)
5.2 固定被测目标温度（40℃），改变测量距离时，红外辐射测温系统测量结果 (16)
5.3 固定被测目标温度（40℃），补偿测量距离，红外辐射测温系统的测量结果 (17)
总结 (19)
致谢辞 (20)
参考文献 (21)
第一章红外辐射测温原理
1.1红外辐射的理论基础
任何物质(体)，其内部的带电粒子都是处于不断的运动状态的。
当物体具有一定的温度，即物体温度高于热力学温度0 K时(摄氏温度-273℃时)，它就会不断地向周围进行电磁辐射。
物体在常温下，发射红外线；当温度升高至500℃左右，便开始发射部分暗红的可见光；当温度继续升高，物体会向外辐射可见光，且随着温度的升高其波长会变短。
红外线是位于可见光中红色光外的一种光线，是一种人眼看不见的光线。
但这种光和其他任何光一样，也是一种客观存在的物质。
红外线与可见光、紫外线、X射线、γ射线和微波等无线电磁波一起构成了一个无限连续的电磁波谱。
在光谱中的位置如图1-1所示。
图1-1 光谱分布
红外辐射的物理本质是热辐射。
热辐射的程度主要由物体的温度所决定。
温度越高，辐射出的红外线越多，红外辐射的能量越强。
科学研究表明，太阳光谱各种单色光的热效应，从紫色光到红色光的热效应是逐渐增大的，且最大的热效应出现在红外辐射的频谱范围内。
因而，有人又将红外辐射称为热辐射或者是热射线。
试验表明，波长在(0.1~1000)μm范围内的电磁波被物体吸收时，可以显著地将电磁能转变为热能。
红外辐射与其它辐射一样，能在其射程范围内被物体吸收并转换为热能。
即使在高度真空里，通过热辐射也能进行能量的传递。
红外辐射和可见光、无线电磁波一样，是以波的形式在空间(同一介质)进行直线传播的，并遵循逆二次方定律，也能反射、折射、散射、干涉和偏振。
它在真空中传播的速度等于光在真空中的传播速度。
即
c=λ*γ，及σ=1/λ
式中,λ——红外辐射的波长(cm)；
γ——红外辐射的频率(Hz)；
σ——红外辐射在真空中1cm的长度内所包含的波长个数；
C——光在真空中的传播速度,c~3.0×1010cm/s。
热辐射的另一个特点是辐射光谱呈连续性，在电磁波谱中由于不同波谱的波长相差很大。
红外辐射和电磁波传播一样也存在被传输介质吸收和散射等现象，使辐射能在传输过程中会逐渐衰减。
1.2影响红外辐射的因素
影响物体红外辐射的主要因素有大气的衰减及物体不同的辐射率。
一般来说，大气对可见光是透射性能良好的媒质，但对不同波长的红外辐射却产生不同程度的衰减。
造成辐
射衰减的主要原因是大气中H
2O、CO
2
、0
3
、CO和 CH
4
等气体的选择性吸收，以及大气中悬
浮的各种微粒的散射所致。
在接近地面的空气中，对红外线的衰减起主要作用的是水蒸气和CO
2
，大气对红外线的吸收情况见图1-2。
图1-2 大气对红外线的吸收
由图1-2可以看出，在(0~15)μm波长范围内，大致有三个红外波段在大气中透射较好，通常称这些波段为大气窗口,它们分别为0μm~3μm、3μm~5μm、8μm~14μm。
利用这三个透明窗口，即使没有一丝可见光线或雾气较重，同样能观测到清晰的红外图像。
远红外受散射的影响较小，相对近红外线更适合全天候和远距离传播，从而避免天气状况引起的测量误差。
第二章红外辐射测温方法与红外测温仪的结构组成
2.1红外测温的方法
温度检测是现代工业的命脉，测量温度的方法可以分为接触式和非接触式测温。
传统温度测量以接触方式为主，主要以热敏电阻、热电偶、半导体传感器测温为主要手段。
传统的接触式测温由于其反应速度慢、测温时间长、影响物体的温度场等缺点使其应用范围受到限制。
目前，非接触式测温方式主要以红外测温为主，红外测温主要有以下几种方法：（1）全辐射测温法、（2）亮度测温法、（3）双波段测温法、（4）多波段测温法、（5）最大波长测温法。
本课题研究的是非接触常温测量，此测温方法适用于工业现场的常低温非接触动态测温场合，即当温度接近于常温，且物体为动态的场合。
通过对比以上各种红外测温法的优缺点,本课题选择全辐射测温法。
2.2红外测温仪的结构组成
红外测温仪包含以下几个部分:光学系统(用于接收红外辐射)和探测器(感知光线)、处理信息器(处理光线所携带的信息)、扫描设备、显示设备等装置。
见图2-1。
图2-1 典型红外测温系统框图
（1）红外光学系统：红外测温仪的光学系统就是红外辐射的接收系统，它是红外探测器的窗口。
光学系统的主要功能是收集被测目标发射的红外辐射能量，进而把它们汇聚到红外探测器的光敏面上。
为了尽可能多地接收目标的红外辐射量，要求光学系统有较大的相对光学孔径。
光学系统决定了红外测温仪的视场大小。
（2）红外探测器：红外探测器是红外测温仪的核心部分，它的功能是将被测目标的红外辐射能量转变为电信号。
红外探测器对红外测温仪的性能起着关键的作用。
热电堆式探测器的工作波长为 2~25μm，测温范围大于50℃，响应时间约为 0.1s，稳定性比较高。
（3）信号处理系统：对于不同类型、不同测温范围、不同用途的红外测温仪，由于红外探测器种类的不同、设计原理的不同，其信号处理系统也就不同，但信号处理系统要完成的主要功能是相同的，即放大、抑制噪声、线性化处理、发射率修正、环境温度补偿、A/D 和 D/A 转换以及要求输出信号等。
（4）显示系统：红外测温仪的显示系统用于显示被测目标温度值，初期多为表头显示，目前显示器件多采用发光二极管、数码管和液晶等数字显示。
数字显示不仅直观，而且精度高。
为了便于记录和储存，不少红外测温仪还配备了记录装置或输出打印设备。
（5）附件：红外测温仪的附属部分除电源外，瞄准装置也是一个比较重要的附件。
当被测目标距离较远时，为便于把测温仪对准被测部位，需要配备瞄准装置，常用的瞄准装置有目镜、可见光瞄准器和激光瞄准器。
本文主要研究内容为：信号处理系统与显示系统，以及如何克服测量距离对测量结果的影响。
第三章距离因素对红外辐射测温仪的影响
为了实际验证测量距离因素对实际测量结果值的影响情况，特设计以下实验方案：在无风的室内环境内，环境温度为25℃，被测目标温度为 40℃，测量距离范围在1cm~10cm 的条件下分别用三种成品化的红外辐射测温仪测量被测目标温度值，并进行数据记录及整理，最后分析测量因素对红外辐射测温仪的影响结果。
3.1 DT-811红外辐射测温仪的温度测量值如表3-1及图3-1所示
表 3-1 DT-811红外辐射测温仪的温度测量值。