红外辐射温度计瞄准的平面辐射源模型

用典型红外辐射温度计的辐射源尺寸效应的实验数据说明不同测量条件下的检定/校准结果的差异可能为其最大允许误差绝对值的数倍。提出具有明确测量条件的平面辐射源瞄准模型和以辐射源前置光阑的方式对于不同空腔黑体辐射源实现相同的等效平面源直径的方法,提出了对光阑的技术特性和放置距离要求,分析表明低温辐射源对光阑的冷却作用可能引起不可忽略的示值降低。采用等效平面源模型的实验结果表明以不同几何条件的空腔黑体辐射源可得到一致的检定结果。讨论了应用平面辐射源模型可能遇到的实际技术问题和解决的对策。     

工作用辐射温度计检定中若干技术问题的研究

针对辐射温度计检定中的有关测量距离、瞄准方法和附加光阑等技术问题进行了讨论。根据检定温度不同,提出了利用测量信号的最大化和最小化原理来确定最佳测量距离的方法。对瞄准腔底和瞄准腔口两种瞄准方法进行了比较与分析,得出瞄准腔底的方法具有更大的可靠性和准确性。此外,针对辐射源尺寸效应（SSE）,给出了由SSE而产生的温度修正公式。     

发射率对辐射温度计检定结果的影响分析

在环境温度一定情况下,主要通过计算黑体辐射源发射率、辐射温度计发射率设定分别对特定响应波长辐射温度计测量结果修正值的大小,分析和讨论了在计量检定工作中发射率对辐射温度计测量结果的影响大小,并阐述了在结果计算中对它们进行修正的必要性和重要性。     

测量距离影响辐射温度计检定结果的实验研究

针对测量距离对辐射温度计检定结果的影响进行了实验研究,给出了几种所选择的常用的辐射温度计的实验数据和分析图表。确定了辐射温度计的最佳测量距离是在离开黑体辐射源靶面0.3~0.5 m范围内。     

工作用温度计检定标准装置探讨

介绍了由标准铂电阻温度计与电阻测温仪组成的工作用温度计检定标准装置的组成、特点及与标准水银温度计装置的比较、测量温度的测量不确定度分析。     

检定工作用辐射温度计应该注意的问题

结合辐射温度计的检定规程,着重介绍检定过程应注意的问题,并提出了解决的方法。     

工作用辐射温度计固有误差的不确定度评定

本文详细介绍了工作用辐射温度计固有误差的不确定度评定方法。     

红外辐射温度计的试验光学系统设计

辐射源尺寸效应(SSE)是辐射测温的重要不确定度来源.为了研究SSE对辐射测温的影响,找出光学系统对克服SSE起到的作用,设计了红外辐射温度计的试验光学系统.光学系统采用透射式外调焦的结构,能够对330mm至无穷远物距的目标源调焦,并根据SSE产生的原因,光学系统结构设置有可调节的孔径光阑和消杂光光阑;同时为了减少光学系统像差对测温的影响,选用红外材料氟化钙(CaF2)和石英玻璃(F_Silica)设计了消像差物镜和二次聚焦的会聚透镜,其点列图弥散斑接近衍射极限,满足试验要求.     

工作用辐射温度计测量值的不确定度评定

依据中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》及JJG856-2015《工作用辐射温度计》,对工作用辐射温度计的测量值的不确定度进行评定。     

固定发射率工作用辐射温度计校准方法研究

讨论分析了用于校准固定发射率工作用辐射温度计的原理。在校准中,应用辐射面源是必要的,其发射率应与温度计的固定发射率一致,以保证温度量值传递的准确性,并分析了由于两个发射率的不一致而带来的温度误差,给出了在不同温度下由发射率偏离而引起的温度误差计算式。在发射率为0.95、温度为700 K的情况下,最大误差可以达到15 K。如果实际测量对象的发射率与温度计的固定发射率相同,则可以直接测量出被测对象的真实温度。     

图象式自动瞄准系统的研究

光学仪器瞄准的自动化和智能化一直是现代仪器设计中的关键问题,提出一种新的图像式自动瞄准系统,它采用“电子准星”技术和亚旬素细分技术实现了被测零件轮廓的自动瞄准。该系统已成功地应用在万能工具显微镜图像化和升级改造中,可将万能工具显微镜测量精度提高一个数量级,同时扩展了原有功能。该方法还可用于各类光学仪器的自动瞄准和测量。     

Triple-Fixed-Point Blackbody for the Calibration of Radiation Thermometers

A new triple-fixed-point blackbody containing the fixed-point materials aluminum (freezing point 660.323°C), zinc (FP 419.527°C), and tin (FP 231.928°C) in one device has been developed at the Ilmenau University of Technology. It enables calibration of a radiation thermometer with direct reference to the ITS-90 at three fixed points after a single adjustment of the calibration object. The setup significantly reduces the technical effort and the time for the calibration procedure. Measurements of the phase-transition temperature and the time-dependent blackbody temperature made with a transfer radiation thermometer, the Linearpyrometer LP5 of the IKE Stuttgart, are presented in the article.     

The Influence of Distance and Focus on the Calibration of Infrared Radiation Thermometers

If a radiation thermometer is calibrated by measuring the temperatures of two cavities having different geometries, sometimes discrepancies arise between them, even though their emissivities are close to that of a blackbody. The origin of such discrepancies may result from the size-of-source effect, and in the distance-to-target effect for those thermometers that offer focusing capability. Examples include: (a) out-of-focus image changes the reading: different focus settings produce different results and (b) measurements taken at different distances produce different results. These effects are discussed, their contribution to the measurement uncertainty is evaluated, and some recommendations are made for practical blackbody cavities or radiators to reduce such effects.     

ITS-90 Scale Realization on the New Radiation Thermometer Calibration Facility at NMi VSL

In the first half of 2005, Nederlands Meetinstituut Van Swinden Laboratorium B.V. (NMi VSL) redesigned their facilities for radiation thermometry in a new laboratory building and an opportunity arose to implement new measurement methods. The new facility is used for ITS-90 realization and dissemination in the temperature range from  − 50 °C to 3,000 °C. A study was performed to compare a silver-point realization with a fixed-point blackbody radiator (FP-BBR) to a sodium heat-pipe blackbody radiator (HP-BBR) traceable via a HTSPRT to a contact thermometry silver point. It was found that the fixed-point realization transfer to the sodium heat pipe results in an uncertainty from 0.2 K to 2.4 K for the ITS-90 over the temperature range from 961.78 °C to 3,000 °C.     

专用瞄准设备自动检定系统

介绍了专用瞄准设备自动检定系统的系统配置、工作原理及软件设计,并对系统的测量不确定度进行了分析和评定。     

基于LabVIEW实现固定发射率辐射温度计校准的温度修正

在辐射温度计检定中,根据规程要求,需要将辐射温度计的发射率设置为1,而在实际校准辐射温度计的过程中发现大量发射率固定且不为1的情况,同样有用户要求校准后给出不同发射率下的辐射温度计修正值,为实现宽波段任意固定发射率辐射温度计在校准过程中的修正值计算,文章使用LabVIEW的两分法迭代实现Plank公式的积分算法,有效提高校准过程的自动化程度,文章用实例说明了两分法与普通步进算法的效率区别,从而高效的实现了任意波段、任意发射率、任意温度点的温度修正值计算。     

黑体辐射源的多波长有效亮度温度校准和不同溯源方式特点分析

介绍了中国计量科学研究院建立的标准变温黑体辐射源和有效亮度温度比较装置;阐述了黑体辐射源多波长有效亮度温度校准的2种方法,给出典型校准结果并分析了辐射源特性。比较分析了3种溯源方式的性能特点及其应用的影响因素。提出控温复现性的概念,它是以往未被重视的辐射源关键性能参数。多波长有效亮度温度校准是可减小或消除有效发射率和接触测温测点温差影响的溯源方案,与传统溯源方式特性互补,可用于评价辐射源的有效发射率和测点温差,对控温复现性好的辐射源效果最优。     

参考级直流标准电压源自动校准系统

针对参考级直流标准电压源范围宽、指标高,校准流程复杂的问题,研制了一套基于程控低热电势开关矩阵的参考级直流标准电压源自动校准系统。介绍了系统的组成、低热电势开关矩阵的研制、参考级直流标准电压源的校准方法,并对系统进行了不确定度评估,经评定直流电压100V不确定度达到2×10^-6(k=2)。     

大口径高发射率面型黑体辐射源的研制

黑体辐射源作为定标标准器,在红外测量设备的辐射定标中具有重要作用。为应对大口径红外测量设备的辐射定标工作需求,设计了1台辐射面积为400mm×400mm的面型黑体辐射源。采用多路控温和连接固定冷源的方式对黑体进行温度控制;通过热仿真确定合适的传热模型,同时结合高发射率涂层工艺与辐射面的结构设计使黑体具备高发射率,辐射面有效发射率可达到0.992;在真空环境下,利用标准铂电阻温度计测量得到黑体辐射面源的温度均匀性偏差最大为0.101K,稳定性平均值为0.018K/10min,该黑体辐射光源能够满足现阶段大口径红外测量设备的使用需求。