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传感器知识

目前,随着人们意识的增强,对自己健康的关注愿望越来越强烈,其中体温是人体中一项非常重要的生理参数。现在,很多人家都自备了水银体温计,好点的还有电子体温计。本文介绍一种红外温度传感器在测量人体体温中的应用,它采用非接触式进行测量,响应速度快,精度高等特点。考虑到红外辐射会对人体产生伤害,大多数的红外温度传感器采用被动测量方式,也就是只吸收人体辐射的红外线来进行测温。
    我们知道自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都会发射红外线,其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合普朗克(Plank)定律,红外测温就是利用这一原理。这里要纠正一个说法,不要认为红外温度传感器测量温度就是物体的表面温度,它测的是目标物与传感器或者说是物体与环境温度之间的差值。下面是具体计算公式:
E=δε(T-To)
式中,E是辐射出射度,单位是W/m3;
δ是斯蒂芬一波尔兹曼常数,5.67x10-8W/(m2•K4);
δ是物体的辐射率:
T是物体的温度(K);
To是物体周围的环境温度(K)。
    由于人体辐射波长范围主要集中在9μm—10μm,该波长范围内的光线不被空气所吸收,所以可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。
    在温度测量系统中,温度传感器的准确度和精度是关乎测量结果的两个重要参数,对于红外温度传感器来说,由于它采用非接触式测量,因此它对环境的要求特别高,如果采用热电偶的测量原理,对环境温度进行补偿,可以达到很好的效果。

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