热电堆校准与测温算法额温枪

2021-9-8 10:09:53

2766 热电堆传感器 adc 单片机

一、校准算法（查表法）

1、NTC校准

校准操作需要25恒温环境和恒温水槽。将恒温室温度和水槽调节到25度，并等待完全稳定。之后将传感器板套自封袋浸入水槽中，静置15分钟以上待完全稳定。

用25度时候的NTC电阻值100K除以产品测量到的NTC值得到参数para1。即para1=100K/Rntc。

实测中得到的Rntc乘以para1即为标定后的电阻值，根据此值和R-T表得到当前的温度值。

2、红外热电堆校准

将传感器在25度恒温环境下静置稳定，将标定用的黑体设定为37度并待稳定。

用传感器测量黑体，得到此时的输出电压值Vtp。用V-T表中37度对应的电压值Vtp37除以测量值的到参数para2。

实测中得到的输出电压Vtp乘以para2即为准确的电压值，使用此电压值和环境温度值根据测温算法得到目标温度。

二、测温算法

根据红外辐射理论可以得知，不同环境温度V-T曲线是一系列平行曲线。温度测量的基础工作需要准备好三个表：一是25度环境温度下的曲线，即25度的V-T表。二是上述曲线在其他温度环境下的偏移量，即曲线偏移表。可以是表格也可以是函数曲线的形式，方便计算。三是NTC阻值和温度的对应关系表R-T表。

1、首先测量NTC阻值和传感器红外热电堆电压输出值Vtp。

2、将NTC阻值乘以校准系数para1得到校准后的阻值Rntc，根据R-T表得到当前阻值对应的温度值。

3、根据Tntc和上述第二项提到的曲线偏移表，计算出当前环境温度和25度环境温度两条曲线的偏移电压量值：Voffset

4、用电压（Vtp-Voffset）*para2得到的校准电压值去查25度V-T表，得到的黑体温度即为测量温度。

三、补充（两点校准—公式法）：

在黑体处进行温度点1（T1）测试校准，测得电压V1；然后在黑体处进行温度点2 （T2）测试校准，测得电压V2。计算红外传感器响应系数a，以及校准过程中的环境温度Tamb，然后计算热电堆响应电压校准系数k1，环境温度校准系数k2。

校准过程分析

V1=K1×A×(T14-Tamb4)（1）

V2=K1×A×(T24-Tamb4)（2）

由以上两方程可算出校准系数K1、Tamb :

1）K1即为热电堆的校准系数；

2）Tamb是通过推算得出的，可认为是传感器中NTC测量到的温度结果。

通过将NTC电阻测量结果Rmeas和RT表中Tamb对应的电阻R0对比，即可对NTC进行校

准，获得NTC电阻的校准系数K2。

K2=Rmeas/R0 （3）

为了保证测量结果，要求两次校准过程中的环境温度Tamb完全一样。

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