据美国国家标准与技术研究院（NIST）报道，科研级红外温度计和传感器的设计已经显著改进，尤其适用于野外应用环境。

常见的辐射型温度计，包括本次NIST新的研究重点，一般工作在中长波红外波段（8 nm至14 nm范围），对应于物体温度范围-50 °C至150 °C。将测量范围扩展到200 °C将几乎涵盖了地球上自然产生的所有温度，这种非接触式温度计的应用非常广泛，包括设备诊断、临床医学、食品评估、海面温度及气候监测等。

但是，环境温度的变化会导致温度测量仪器出现不稳定，引起误差并降低精度。普通的简单设计容易受到衍射、散射和其他光学效应影响，产生较大的“源尺寸”效应误差，导致仪器标称市场以外的部分热辐射进入探测器，从而使温度读数变得不准确。对于野外环境，或者要求精度在千分之几度以内时，温度仪器必须保证长期的稳定性。

为了提高红外温度计的稳定性，NIST研发团队设计了一个长度60 cm的原理样机，包括尺寸50 mm、焦距150 mm的硒化锌平凸透镜，仪器的光圈大小可由视场光阑控制。研发团队开发了新的测试设备以控制仪器的轴向温度变化，将控制器接入智能反馈回路以持续调节设备温度，从而将所有测试点均保持至舒适温度23 °C。

测试结果表明，该样机无需低温冷却便可以达到亚毫开尔文量级的测量分辨率，并且在持续数周的测试中保持稳定，有利于野外环境应用。NIST工程师Howard Yoon表示：“NIST新设计的红外温度计可以作为野外移动式辐射型测温仪，用于地表、海面等温度的精确测量。还可以作为校准卫星红外传感器的可靠方法，用于验证关于飓风路径、强度等预测的准确性。”

消息来源：

https://www.osa-opn.org/home/newsroom/2019/may/toward_better_infrared_thermometers/

编译：云光子

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