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為什么要做這個評估 ?
首先因為溫度測量在產品測試過程中是一個關鍵步驟，可以用來計算半導體器件的工作結溫、計算電解電容的工作壽命、掌握機殼的表面溫度等等，這些數據對于評估產品的可靠性至關重要。而在測量溫度的時候，接觸式熱電偶和非接觸式紅外儀器是最常用的兩類設備，以下是目前硬件測試實驗室在使用的測量設備：
當然出現兩種溫度測量設備并不是偶然，因為各有各的長處。熱電偶的優點是測量結果準確，缺點是熱偶線的粘貼以及與待測物達到熱平衡的時間長，所以測量比較費工費時，溫度響應速度也比較慢；紅外儀器的優點是測量快速，而且可測量難以靠近的物體溫度，缺點是測量結果容易受到影響，而且無法直接測量封閉結構內部的器件溫度。所以在實際應用中，通常是先使用紅外測溫儀快速掃描產品的高溫區域分布，然后再使用熱電偶進行準確的溫升測試。
但在測量精度上很多人都會有這樣的疑問 ：“同樣在測量處于開放環境下的物體表面溫度，紅外測溫儀能否代替熱電偶 ? ”如果可行，那么很多場景下的溫度測試使用紅外測量能夠節省大量時間。
1測溫原理
1.1紅外測溫原理
在自然界中,當物體的溫度高于絕對零度時,由于它內部熱運動的存在,就會不斷地向四周輻射電磁波,其中就包含了波段位于0.75 ～ 1000μm 的紅外線，紅外測溫儀即通過測量該輻射量來計算待測物體溫度。
斯蒂芬--玻耳茲曼定理 ：
其中：
Pb(T) -- 溫度為T 時，單位時間從黑體單位面積上輻射出的總輻射能，稱為總輻射度
σ -- 斯蒂芬—玻耳茲曼常量
T -- 物體溫度
以上是黑體輻射公式，此處引入一個輻射率參數ε(λ)，定義為：
因為只有黑體ε=1，自然界中的物體0<ε<1 ，稱為灰體，將式（2）帶入式（1）得到：
根據基爾霍夫定理：物體表面的半球單色發射率(ε)等于它的半球單色吸收率(α)，ε=α。在熱平衡條件下，物體的輻射功率等于吸收功率。設被測目標的溫度為 T1，環境溫度為T2 ，該目標單位面積表面發射的輻射能為，而被它所吸收輻射能為，則該物體發出的凈輻射能Q 為:
其中：
A-- 單位面積
ε -- 輻射率
α -- 吸收率
因為ε=α，式（4）簡化為 ：
紅外測溫儀即參照公式（5）進行溫度測量。注意公式中除了參數T1，其他參數都會影響到紅外測溫儀的測量結果，主要因素有輻射率ε，透射率τ，北京溫度BG以及其他因素影響。
1.2熱電偶測溫原理
熱電偶測溫是根據熱電效應，即塞貝克效應原理。以下僅作簡單描述 ：
如上圖將不同材料的導體A、B接成閉合回路,接觸測溫點的一端稱測量端,一端稱參比端。若測量端和參比端所處溫度t和t0 不同,則在回路的A、B之間就產生一熱電勢EAB(t，t0 ),這種現象稱為塞貝克效應。EAB大小隨導體A、B的材料和兩端溫度t和t0 而變,這種回路稱為原型熱電偶。在實際應用中，將A、B的一端焊接在一起作為熱電偶的測量端放到被測溫度t處，而將參比端分開，用導線接入顯示儀表，并保持參比端接點溫度t0穩定。顯示儀表所測電壓只隨被測溫度而t變化，從而通過測量電壓計算得到測量端的溫度值。
2溫度測量驗證
考慮到熱電偶測量準確度更高，所以使用MCC/USB5201的測試結果作為標準參考值，比較紅外測試設備與其測量結果的差異，從而評估準確性。
2.1測試環境
溫度測試點選擇以下比較典型的：CPU散熱片（代表金屬散熱片）、電源IC表面（代表半導體器件）、硬盤金屬外殼（代表表面光亮的金屬）、電解電容鋁殼。
測試結果
（1）注意62mini 在測量小尺寸電源IC上的誤差
62mini 因為產品設計的原因，只能測量采集范圍內的所有物體溫度的平均值，所以使用時就必須注意到應用場景。如果待測物體尺寸大于或接近采集范圍，那么測量結果還是比較準確的，與Ti32結果相近；但如果待測物尺寸遠小于采集范圍，誤差就比較大。如下圖所示 ：
（2）注意紅外測溫儀對硬盤金屬殼的測量結果
規格標簽和金屬外殼的溫度經過熱電偶測試驗證溫度相同，但使用熱像儀測試（如圖6），標簽溫度為43.8℃，金屬外殼溫度為33.1℃，出現了接近10℃的差別。
驗證分別在金屬表面粘貼黃膠帶和使用黑色記號筆涂抹后的測量值，可見黃膠帶表面測量溫度和標簽以及熱電偶測量溫度近似為43.8℃。而記號筆涂抹后沒有作用。所以如果需要測量這類比較光滑的金屬表面，因為其輻射率比較低，所以可在其表面覆蓋高輻射率的導熱材料，如黃膠帶、電工膠帶或者涂抹導熱硅脂，待其與待測物達到熱平衡后，測量覆蓋材料的表面溫度作為測試結果作為近似值。
3注意會影響到測試結果的因素
3.1反射現象 - 當心表面光亮的金屬可能產生錯覺
下圖為不銹鋼表面的溫度測量。其表面溫度使用熱電偶測量是29℃左右，但注意如果將手指靠近其表面后，實際測量會得到一個36.4℃的高溫區。當然這個高溫區并不是真實存在的，是不銹鋼表面反射手指的紅外成像，就像可見光的鏡面反射一樣，并不是待測物表面的熱輻射。
透射現象 - 當心看似透明的材料可能并不能透過紅外能量
下圖中當手和紅外測試儀之間被亞克力隔離后，會發現手指的熱成像也被阻斷了，所以圖中28.1℃只是亞克力表面的溫度。實際上只有少數材料可以透過紅外線，如：鍺、硅、塑料薄膜等，而且當在測量路徑上有這些材料的時候，也必須將材料的透射率參數輸入熱像儀中，否則測量結果并不可靠。
3.3另外還有一些情況需要注意，在此不做驗證。包含大量水蒸汽的大氣層會吸收和散射紅外輻射能，如在高濕度的條件下觀看遠景；當待測物直徑太小而無法填滿像素，例從遠處觀看高壓線。
4結論
（1）熱像儀Ti32在ε=0.95，τ=100% ，BG=20℃ 設置下，測量目前產品的大部分部件溫度，準確程度可以接受，與熱電偶差別在2℃左右。但在測量光滑金屬表面或使用在高濕環境等情況下需要注意評估測量結果。
（2）62mini 使用時需要特別注意到：只有待測物尺寸大于采集范圍時，其測量結果才比較準確，與Ti32接近。其他需要注意的情況與Ti32基本相同。
所以紅外測溫儀如果使用得當，在針對物體表面溫度的測量上，準確性是可以接受的，當然如果對精度要求很高，還是需要使用接觸式熱電偶的測量方法。
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