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AR虚拟红外测温实验

实验八、虚拟红外测温

实验的调试

一、任务描述

具体任务：

通过虚拟AR实验，利用物体的热辐射特性，使用TN901红外测温传感器模块做

温度传感器，设计制作一款数字式温度测量仪表。

任务要求：

测温范围为0~100℃；

测量精度为±1℃。

二、虚拟实验准备

虚拟实验设备：

1.实训电路板虚拟贴图一个；

2.虚拟AR0红外测温APP一个；

3.安卓手机或平板电脑一个；

4.实验指导手册一个；

物理实验设备：

1.红外测温传感器模块一个；

2.TN901红外测温传感器模块一个；

3.直流稳压电源一台；

4.智能显示终端设备一套；

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5.红外测温传感器模块连接排线一套；

三、实验原理过程

红外检测的物理基础

红外辐射俗称红外线，它是一种不可见光，由于是位于可见光中红色光以外的光线，

故称红外线。它的波长范围大致在0.76～1000μm，红外线在电磁波谱中的位置如图所示。

红外线辐射的物理本质是热辐射。一个炽热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线

辐射出来的。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。而且，红外线

被物体吸收时，可以显著地转变为热能。

在自然界中，只要物体本身具有一定温度（高于绝对零度），都能辐射红外光。例如

电机，电器，炉火，甚至冰块都能产生红外辐射。

红外辐射和所有电磁波一样，是以波的形式在空间直线传播的。红外线在通过大气层

时，有三个波段透过率最高，分别是2～2.6μm，3～5μm，8～14μm，统称它们为“大气

窗口”。这三个波段对红外探测技术特别重要。红外探测器一般都工作在“大气窗口”这三个

波段。

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红外探测器的分类

红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路及显示等组成。

红外探测器是红外传感器的核心，红外探测器种类很多。根据驱动方式不同可分为电

平型和脉冲型；根据探测原理的不同可分为光子探测器(探测原理基于光电效应)和热探测器

(探测原理基于热效应)；根据功能不同可分为辐射计、有哪些信誉好的足球投注网站跟踪系统、热成像系统、红外测

距通信系统和混合系统五大类。

红外测温原理

在自然界中，一切温度高于绝对零度（-273℃）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，通过对物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，便能准确地测定它的表

面温度。

红外测温是目前较先进的测温方法，具有如下优点：

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1.远距离、非接触测量，适应于高速、带电、高温、高压；

2.反应速度快，不需要达到热平衡过程，反应时间在μs量级；

3.灵敏度高，辐射能与温度T成正比；

4.准确度高，可达0.1℃内；

5.测量范围广，0～上千度。

四、AR虚拟仿真实验流程

为提高实验准确性及安全性，设定仿真演示操作让学生熟悉实验的流程及操作。

第一步：下载AR实验APP及准备好虚拟模电实验面板

安卓系统APP下载二维码：

APP识别图：

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第二步：打开AR虚拟实验APP，选择实验器材认知：

分别点击各个按钮实现对该实验的原材料器材认知学习，并填写完成下表：

模块功能

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红外测温传感器模