基于A2TPMI的高精度红外测温系统设计
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。
基于红外线测温的无接触体温监测方案设计

基于红外线测温的无接触体温监测方案设计随着全球范围内新型冠状病毒肺炎疫情的爆发,人们对于体温监测的重视程度也日益增加。
而无接触式红外线测温技术由于不需要接触人体,减少了交叉感染的风险,成为当前常用的体温监测手段。
本文将基于红外线测温技术,设计一种无接触体温监测方案。
一、方案概述本方案基于红外线测温技术,采用非接触式测温方式,实现快速高效的体温监测。
方案主要包括红外线传感器、信号处理模块和显示模块。
二、红外线传感器选择红外线传感器是整个方案的核心部分,负责测量人体的红外辐射。
在选择红外线传感器时,应考虑以下几个因素:1. 精度:传感器的测温精度需达到±0.2°C以内,确保测温结果的准确性。
2. 响应时间:传感器的响应时间应尽量快,以实现快速无接触测温。
3. 反应波段:选择适合人体体温测量的红外线波段,一般在8-14μm之间。
4. 可靠性:传感器的质量和稳定性要有保证,能够长时间稳定工作。
三、信号处理模块设计信号处理模块负责将红外线传感器测得的信号转化为数字信号,并进行温度计算。
在设计信号处理模块时,需要考虑以下几个方面:1. 数据转换:将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,一般采用模数转换芯片完成。
2. 温度计算:根据传感器输出的信号值,结合校准数据,进行温度计算。
可以采用线性关系或者多项式拟合等方式来实现。
3. 数据处理:对温度数据进行滤波平均处理,提高数据的稳定性和准确性。
4. 数据传输:将处理后的数据通过传输方式发送给显示模块或其他设备。
四、显示模块设计显示模块负责接收处理模块传输过来的数据,并进行显示。
显示模块应具备以下特点:1. 实时性:显示模块能够实时显示体温结果,降低误差和延迟。
2. 易读性:显示模块应设计简洁明了的界面,提供清晰可读的体温数据。
3. 警报功能:当体温超过预设阈值时,显示模块能够及时发出警报,提醒操作人员。
4. 数据存储:显示模块可选添加存储功能,将测量数据保存,以便后续分析和追溯。
非接触式高精度红外测温终端的设计

非接触式高精度红外测温终端的设计引言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。
物体的红外辐射特性决定了其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。
红外位于可见光和无线电波之间,红外波长常用微米表示,波长范围为0.7微米~1000微米,实际上,0.7微米~14微米波带用于红外测温。
采用红外测温技术进行电力设备温度监测,可在远离目标的安全处测量物体的表面温度,通过探测电气设备和线路的热缺陷及时发现、处理、预防重大事故的发生。
红外测温技术的这项优点使得红外测温产品成为电气维护的必不可少的工具。
本文正是针对高低压开关柜内母排连接处,开关节点等易发热部位的温度监测需求,设计了一台非接触式高精度红外测温终端,实现对电力开关柜接触节点的非接触式温度监控。
1终端设计要求本终端用于测量电力高低压开关柜内接触节点的非接触式温度测量,其技术及环境要求如下:a)测量范围:-20℃~300℃b)测量精度:1℃或量程的1%c)工作环境:-20℃~60℃d)通讯方式:RS4852原理及电路设计自然界一切温度高于绝对零度的物体,都在不停地向外发出红外线。
物体发出的红外线能量大小及其波长分布同它的表面温度有密切关系,红外测温设备借助光学系统的滤光作用,使目标物体表面的红外辐射进入仪器的只能是预定工作波段。
超过工作波段的其它辐射波长都被限制进入。
红外测温终端利用物体表面温度与发射的红外辐射量有一定的函数关系,通过接收被测目标表面的红外辐射能量来进行温度测量。
终端的测温原理如图1所示。
本终端由红外温度传感器、信号滤波与放大处理电路、A/D转换电路、微处理器电路、串口通信电路等组成,红外温度传感器采集由物体发射的红外能量并将其转换成电压信号,由信号滤波与放大处理电路进行滤波、放大,再由A/D转换电路进行数模转换,后送至微处理器电路进行数据处理,得到物体的温度信息,经串口通信电路传送至上位机软件进行显示、处理等,图1中,从红外温度传感器分别输出目标表面值和环境值进行处理,参考电压电路加入了一路标准参考电压信号,提高测量的精度。
提高红外测温系统测温精度的研究

c2 = 11 43879 × 10 μm ・K
当λT ≤ c2 时 , 则简化为维恩公式 : λ, T) b = M(
c1
5 λ
e
λT) - c /(
2
重量 。
( 3) 光学材料的光谱透过范围应与检测元件的接
由于物体为非黑体 ,故式 ( 2) 可以改写为 : λ, T) =ε( λ, T) M(
背景噪声包括目标反射周围物体的辐射能和大气 辐射两项 。特别是周围环境温度与被测目标的温差较 大时 ,这种影响对系统的测温精度影响更大 。
4. 2 试验方案
参考文献
[1] 张建奇 ,方小平 . 红外物理 [ M ] . 西安 : 西安电子科技大
红外热像仪测温是靠接收被测物体表面发射的辐 射来确定温度的 。实际测量时 , 热像仪接收到的有效 辐射包括三部分 : 目标自身辐射 、 环境反射辐射和大气 辐射 。 因此 ,需要消除环境反射辐射和大气辐射的影响 , 可以按以下步骤进行外场的温度测量 。
1
λ 4 λ 3 λ 2 λ 1
( 7)
图1 红外测温系统的原理图
实际应用中 ,利用式 ( 7) 绘出 R ( T) —T 关系曲线 ,测得
R 后查表获得温度 T , 或利用最小二乘法拟合出 R ( T) —T 关系曲线 ,然后通过计算得出温度 。
3. 1. 1 对光学系统的要求
比色温度计的光学系统包括物镜 、 聚光元件 ,目镜 以及其他光学元件 ( 如反射镜 、 分光镜 、 棱镜 、 分化板 、 保护窗等) 。
( 1) 使 用 标 准 黑 体 辐 射 源 在 理 想 环 境 下 得 出
学出版社 ,2004.
[2] 由富恩 ,张存芳 ,付乐勇 . 辐射测温仪原理及检定 [ M ] .
一种高精度的基于红外技术的测温系统设计

一种高精度的基于红外技术的测温系统设计
张晓娟;付杨涛;成晋军
【期刊名称】《山西电子技术》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】本文的目的在于设计一种较高精度的非接触式的基于红外技术的测温系统,硬件中微控制器采用STM32F103RCT6单片机,基于红外技术的温度传感器采用BM43THA芯片,同时激光测距模块采用VL53L0X芯片,环境温度的测量模块采用DS18B20芯片,另外增加了DHT11芯片对本文设计的红外测温系统进行温度误差的补偿。
本设计功能上实现了高温报警、与上位机的实时温度交互,有效地提高了环境温度和测温距离对测温系统的精度。
【总页数】3页(P13-15)
【作者】张晓娟;付杨涛;成晋军
【作者单位】山西工程科技职业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP368
【相关文献】
1.一种结合无线通信和红外测温技术的电气设备在线测温系统设计
2.基于SOC的高精度红外测温系统设计
3.基于红外传感技术的开关柜在线测温系统设计
4.浅谈基于红外测温技术的开关柜温度监测系统设计问题
5.基于红外测温技术的矿用微波加热控制系统设计
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基于红外线测温技术的温度非接触式测量方案设计与优化

基于红外线测温技术的温度非接触式测量方案设计与优化温度是一个重要的物理参数,对于工业生产、医疗诊断、环境监测等领域具有重要意义。
随着科技的不断发展,红外线测温技术在温度测量中得到了广泛应用。
本文将基于红外线测温技术,设计与优化一个温度非接触式测量方案。
1. 红外线测温原理和技术特点首先,简要介绍红外线测温的原理和技术特点。
红外线测温利用物体发射的红外辐射能量与其表面温度之间的关系进行温度测量。
红外线测温具有非接触、远距离、快速测量、无损测量等优点,适用于不同场景的温度测量需求。
2. 温度测量方案设计基于红外线测温技术,我们可以设计以下温度非接触式测量方案:2.1 硬件方案设计:选择合适的红外线测温传感器:根据所需测温范围、测量精度和响应时间等要求,选取适合的红外线测温传感器。
常见的红外线测温传感器有热电偶式和热电阻式传感器等。
设计红外线测温电路:根据传感器的信号输出特点和测温需求,设计相应的电路,包括电源电路、信号放大与滤波电路等。
确保传感器能够准确、稳定地输出温度信号。
搭建信号处理系统:使用微控制器或专用的温度测量芯片,对传感器输出的信号进行采集、处理和校准。
设计合适的接口与显示模块,将测温数据实时显示出来。
2.2 软件方案设计:软件方案设计主要包括测温算法的选择和测量误差的校正。
选择合适的测温算法:根据测温场景的特点,选择合适的测温算法。
常见的测温算法包括基于比较法、基于辐射能量计算法和基于物体表面的红外辐射率的估计法等。
测量误差校正:因为红外线测温受环境因素的影响较大,如背景辐射、湿度等,需要进行测量误差的校正。
通过对环境因素进行补偿,提高测量精度。
3. 温度非接触式测量方案的优化为了提高温度非接触式测量的准确性和可靠性,我们可以进行以下优化措施:3.1 传感器选型优化:根据测温范围、测量精度和响应时间等要求,选择更高精度的红外线测温传感器。
优质的传感器可以提供更准确的温度测量结果。
3.2 温度补偿技术:通过测量环境的温度、湿度等因素,对测量结果进行补偿,减少环境因素对测温结果的影响。
基于近红外光谱的高精度测温系统

r复杂环境外来辐 射和物体状态 变化 的干扰 , 高 了系统信 提
噪 比, 减小测温误差 , 更精确 的得 到物体温度 。
收 稿 日期 : 0 10—0 2 1 -33 。修订 日期 :2 1 —71 0 10 —0
基金项目 :国家科技重大专项(0 1 X 40 —0 ) 2 1Z 0 0 21 1 资助
作者简介 : 张玉存 , 9 9 1 6 年生 , 燕山大学 电气工程学院副教授
*通 讯 联 系 人 emal ia d ho 1 6 cr - i y n e a@ 2 .o :q n
e a : l hn @yu e u c - i od a g s.d . n m l z
第 1 期 2
基 于 近红 外 光谱 的 高精 度测 温 系统
张玉存 ,6 0 60 4
摘
要 日前红外测温方法难以消除复杂环境下外来 辐射 的干扰 ,导致测 温精度低 ,设计 了一种 高精 度 的
红外测温系统 。 系统提 出了由宽带滤光 片和三级干涉滤 光器结合 的滤光 方法 ,根据该方 法对高 温物体发 该
而元黑体来消除环境反射 辐射 和大气辐射 等辐射 量的影 响, 降低 了系统 的测温误差 。 德恒 等对仪 器工作波 长与波长 施 带宽进行 了优化设计 , 而获得两个最优 的光谱 信息 ,使其 从
测温精度 和灵敏度满足实际需要[ 。以上方法都取 得了一定 7 j 的成果 ,但是在一些环境极其恶劣 的工作条件 下 ,比如在高
光片一部分透过分 光片进入 三级 干涉滤光 器 A, 到中心波 得
长为 ,的窄带光 ,再经过 牛顿 双反射镜 和场 镜将 透射 光收 集到红外探测 器 1 。另一部 分宽带光 由分光 片反射经 l 级干 一
基于红外线测温技术的人体体温测量系统设计与优化

基于红外线测温技术的人体体温测量系统设计与优化人体体温是反映人体健康状况的重要指标之一,尤其是在当前新冠疫情肆虐的情况下,精确测量人体体温对于疫情防控至关重要。
红外线测温技术因为其非接触、快速、准确的特点,被广泛应用于人体体温测量系统中。
本文将针对基于红外线测温技术的人体体温测量系统进行设计和优化。
首先,对于人体体温测量系统的设计,我们应该考虑以下几个关键点:1. 测温精度:人体体温测量的准确性对于疫情防控至关重要。
因此,我们需要选择高精度的红外线温度传感器,以确保测温结果的准确性。
2. 测温速度:红外线测温技术可以实现快速测温,但为了提高整体测温效率,我们需要使用高速的处理器来快速处理采集的温度数据,并及时显示测温结果。
3. 用户友好性:体温测量系统的使用应简单易懂,方便用户操作。
可以在系统中添加人机界面,用于显示操作指南和测温结果。
同时,还可以考虑添加语音提示或者LED指示灯,方便用户了解测量状态和结果。
4. 数据记录与传输:针对一些特定场合的人群密集地方,比如机场、火车站等,我们需要确保将测量数据进行记录和传输,以便后续的溯源和追踪。
因此,我们可以设置存储器或者使用无线传输模块,将数据传输到云端或者其他设备中进行保存。
其次,针对基于红外线测温技术的人体体温测量系统的优化,可以从以下几个方面入手:1. 温度修正:红外线测温技术容易受到外部环境因素的影响,如温度、湿度、光照等。
因此,我们可以在系统中加入温度修正算法,对测得的温度数据进行修正,提高测温准确性。
2. 异常温度检测:在测温过程中,系统应能够实时监测温度异常情况,如超过体温正常范围或者发现异常波动等。
一旦发现异常,系统应及时发出警报并提示用户采取进一步的检测或隔离措施。
3. 多人同时测温:在一些人员密集场合,如机场、商场等,人员同时测温的需求较大。
因此,我们可以优化系统,使其能够同时对多人进行快速准确的测温,提高测温效率。
4. 数据分析与预警功能:可以利用数据分析算法,对测得的体温数据进行分析,及时发现异常情况,并设置预警阈值,一旦达到预警条件,系统将提出警报,以便及时采取相应的措施。
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基于A2TPMI的高精度红外测温系统设计温度测量主要有两种方式:一种是传统的接触式测量,另一种是以红外测温为代表的非接触式测量。
传统的温度测量不仅反应速度慢,而且必须与被测物体接触。
红外测温以红外传感器为核心进行非接触式测量,特别适用于高温和危险场合的非接触测温,得到了广泛的应用。
本文将详细介绍如何设计基于SOC级微处理器的高精度红外测温系统,及其在电力温度检测、设备故障诊断方面的应用。
1.红外测温仪的工作原理自然界一切温度高于绝对零度的物体,都在不停地向外发出红外线。
物体发出的红外线能量大小及其波长分布同它的表面温度有密切关系,物体的辐射能量与温度的 4 次方成正比,其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合普朗克定律。
因此我们通过测量物体辐射出的红外能量的大小就能测定物体的表面温度。
微小的温度变化会引起明显的辐射能量变化,因此利用红外辐射测量温度的灵敏度很高。
实际物体的辐射度除了依赖于温度和波长外,还与构成该物体的材料性质及表面状态等因素有关。
只要引入一个随材料性质及表面状态变化的辐射系数,则就可把黑体的基本定律应用于实际物体。
这个辐射系数,就是发射率ε,或称之为比辐射率,其定义为实际物体与同温度黑体辐射性能之比,该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度,其值在0和1的数值之间。
红外测温仪的工作原理(原文件名:图1红外测温仪的工作原理.jpg)引用图片红外测温仪的工作原理如图 1所示:被测物体辐射出的红外能量通过空气传送到红外测温仪的物镜,物镜把红外线汇聚到红外探测器上,探测器将辐射能转换成电信号,又通过前置放大器、主放大器将信号放大、整形、滤波后,经过A/D转换电路处理后输入微处理器。
微处理器进行环境温度补偿,并对温度值进行校正后驱动显示电路显示温度值。
同时,微处理器还发出相应的报警信号,并且接受按键输入的发射率以完成发射率设定。
2.系统硬件设计本红外线温度检测系统主要由传感器 A2PTMI﹑LM358有源滤波电路﹑AD转换电路﹑微处理器﹑显示电路等几个部分组成。
因为传感器输出的信号为0-5V,刚好满足 AD转换的要求,故在本设计中省略了放大电路,只对传感器的信号进行了滤波处理。
另外,本系统还有信号变换电路输出4~20mA、1~5V等模拟信号,并有RS232、RS485接口输出数字信号来与上位机通信。
2.1传感器A2PTMI原理及其应用PerkinElmer A2TPMI 是一种内部集成了专用信号处理电路以及环境温度补偿电路的多用途红外热电堆传感器,这种集成红外传感器模块将目标的热辐射转换成模拟电压。
该传感器自带距离系数 D:S=8:1的光学系统,通过该透镜接收空气中的红外辐射,然后转换成相应的电压信号,该信号通过一个 8 bit分辨率的可编程放大器放大。
根据热电堆温度测量原理,热电堆电压可能是正或者负,取决于目标温度是否高于或者低于 A2TPMI 的环境温度。
为了使负电压信号能在单电源系统处理,所有的内部信号都连接到 1.255 V内部电压参考(Vref),作为虚拟模拟地信号。
为了热电堆放大电路偏置电压的调整,放大器上带了一个能产生有 8 bit 分辨率偏置电压的可编程调整部分。
此外, A2TPMI 内部还集成有温度传感器来探测环境温度,这个信号被放大后匹配热电堆放大信号曲线的反向特性,进行信号处理。
为了温度补偿,放大的热电堆信号和温度参考信号相加于一个放大器。
经过温度补偿放大后的信号输出到 VTobj 脚,温度参考信号或者参考电压输出到 Vtamb脚。
A2TPMI的工作特性由一个内部随机存取寄存器进行配置,所有的参数 /配置永久地存在并行 E2PROM 内。
控制单元提供的两线、双向同步串口 (SDAT, SCLK),可以访问所有寄存器的 A2TPMI内部参数。
A2TPM I 传感器通常不需要使用串口, SDAT,SCLK 引脚被内部连到 VDD。
2.2滤波电路设计A2TPMI放大器采用斩波放大器技术,由于这种技术本身具有的特性,输出信号 VTobj 和 VTamb 中包含了大约10 mV 峰值、 250 kHz 的交流信号。
这些交流信号能被一个电子低通滤波电路或者类似的软件滤波抑制掉。
在高阻抗负载应用中,象 LM358 这样的rail to rail 运算放大器电路,可以作为输出信号的滤波器。
滤波电路设计(原文件名:图2有源滤波电路图.jpg)引用图片在本设计中采用第二种滤波电路,因为集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又低,所以有源滤波电路有一定的电压放大和缓冲作用,滤波效果好,提高了传感器信号的准确度。
2.3 AD转换电路TLC2543 是 12位开关电容逐次逼近模数转换器。
其设置方法如下:DATA I NPUT端串行输入的 8位数据,它规定了 TLC2543要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、输出数据的格式。
其中高4位(D7~ D4)决定通道号。
对于0通道至l0通道,该4位分别为 0000~IOIOH,当为 1011~1101时,用于对 TL C2543的自检,当为 1110时,TLC2543进入休眠状态。
低 4位决定输出数据长度及格式。
其中 D3、D2决定输出数据长度,0l表示输出数据长度为 8位,11表示输出数据长度为 16位,其他为 12位。
D1决定输出数据是高位先送出,还是低位先送出,为 0表示高位先送出。
D0决定输出数据是单极性(二进制 )还是双极性(2的补码),若为单极性,该位为0,反之为1。
当片选 cs从高到低的时候,开始一次工作周期,此时 EOC为高,输入数据寄存器被置为 0,输出数据寄存器的内容是随机的。
开始时,片选 CS为高,I/OCLOCK、DATAINPUT被禁止,DATAOU呈高阻状态,EOC为高。
使变低,I/OCLOCK、DATAINPUT使能,DATAOU脱离高阻状态。
12个时钟信号从 I/OCLOCK端依次加入,随着时钟信号的加入,控制字从 DATAINPUT一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入TLC2 543(高位先送入),同时上一周期转换的A/D数据,即输出数据寄存器中的数据从 DATAOUT一位一位地移出。
TLC2543收到第 4个时钟信号后,通道号也已收到,此时TLC2543开始对选定通道的模拟量进行采样,并保持到第 12个时钟的下降沿。
在第 12个时钟下降沿,EOC变低,开始对本次采样的模拟量进行A/D 转换,转换时间约需lOt1s,转换完成后 EOC变高,转换的数据在输出数据寄存器中,待下一个工作周期输出。
该芯片与微处理器接口的时候只需占用四个 IO 口,其 12个时钟的工作时序看参考相关手册。
2.4 SOC级微处理器特性本系统所采用的是 SOC级 STC系列单片机,指令代码完全兼容传统 51单片机,工作频率可达48HZ,本设计中使用的微处理器为 6时钟周期,故其工作频率相当于普通 51单片机的96MHZ,为本系统提供了速度保证。
另外,本设计选用的 STC89C58RD含有 32K的程序存储区,并在内部扩展了 32K的数据 FLASH存储器,从而使本设计能方便的扩展相关功能,如参数的记忆功能等。
该微处理器还支持 IAP与ISP,不需专用的编程器,通过普通串口即可调试程序。
抗干扰也是选用该单片机的理由之一,本设计主要应用于对工业设备进行温度监控,故抗干扰十分重要。
3.系统软件设计红外线温度检测系统的软件设计主要有如下几个主要模块:初始化模块﹑I /O口查询模块﹑AD转化模块﹑数据处理模块﹑数据纠正模块﹑显示驱动模块等。
另外还一个中断程序处理模块:0外部中断,主要用于参数设定。
软件设计流程如图 3所示。
(原文件名:图3软件流程图.jpg)引用图片软件设计流程整个程序采用 c51编写,初始化模块主要是初始化各路报警信号,将发射率等参数设定成默认的值并显示。
主程序不断通过 I/O口查询模块扫描 AD转换模块送过来的 12位数字信号,本程序中采用的是 SPI总线的通信方式,串行的接口方式节约了大量 IO口。
接受过来的数字信号通过数据处理模块处理之后按查表的方式得出温度值,把该温度值经过数据纠正模块纠正后送显示模块显示,并将数据传给上位机界面进行显示,从而完成了一路温度测量。
在程序的运行过程中,随时可以对发射率,报警值等参数进行设定。
当功能键按下的时候触发单片机的 0外部中断,在中断程序中对参数设定按键进行扫描,并将结果存储起来。
每路测温结束后系统通过 RS485将温度值传送给上位机,在 VB界面上显示。
1 实验数据处理及发射率整定2 实验数据的最小二乘法拟合对于一个测量系统,其精度和准确度是非常重要的。
虽然本设计选用 12位AD,给本设计的高精度奠定了基础,但是由于传感器,AD等电子器件自身不可避免的误差和外界的干扰,测量结果难免会有些偏差。
因此和研究其他仪器仪表一样,在本设计中,也进行了大量实验,通过对实验数据的处理,进一步提高了准确度。
采用的主要方法是曲线拟合的最小二乘法。
现将其原理介绍如下:在函数的最佳平方逼近中,函数f(x)∈C[a,b],如果 f(x)只在一组离散点集{xi,i=0,1,…,m}上给定,那么我们就需要对实验数据{(xi,yi),i=0,1,…,m}进行曲线拟合,其中,yi= f(xi)。
若要求函数 y="S" ((*)x)与所给数据{(xi,yi),i=0,1,…,m}拟合,则误差δi= S *(x)-yi。
设Φ 1(x),Φ2(x),…,Φn (x)是C[a,b]上线性无关函数族,在Φ =span{Φ1(x),Φ2(x),…,Φ n (x)}中找一函数S ((*)x),使其误差平方和最小即可。
因为实验数据量很大,故在实际运算中,可以借助MATLAB等数学工具,通过调用或者编写相关函数来完成曲线拟合,最后选择适当的结果输出。
4.2 发射率ε的整定根据红外测温的原理,我们在检测时,应该首先明确被测物体的发射率。
在较高的测温应用中,应实际测定被测对象的发射率ε,否则将造成严重的误差。
而对于电力设备,其发射率一般在 0.85-0.95之间。
测得的是被测对象的黑体辐射温度,在实际测量应用中,需要把黑体辐射温度 T P换算到真实温度T。
换算公式为:T=T Pε-¼发射率确定方法如下:首先选定一个被测物体,确定被测物体的真实温度 T (例如温300K),当然也可以选择其它温度,温度值可以通过热电阻或者其它测温设备测出来。
然后,将测温系统,对准被测物体,得到一个温度值 T P="T0",通过以上公式,得到ε的设定值;然后将ε值输入系统,再测试,通过微调ε值,直到 T 0= T时,所得到的ε值,就是该物体的实际发射率。