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商品簡介
序
目次
商品簡介
在與紅外系統用戶的交流中，我們經常會被問到：“你如何估計紅外熱成像測量的準確度？或者使用紅外熱像儀測量數據的準確性如何？如在使用有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）或邊界元法（BEM）分析選定目標的溫度場時。”
回答清楚上述問題並非易事，所以決定寫《紅外熱成像測量中的誤差與不確定度》，旨在進行深入探討。值得強調的是，這個問題在已有的文獻中尚未得到完全解決，無論是物理學家、建筑師、機械工程師、電力工程師還是計算機科學家，都是局限於自身所從事學科專業從各自的角度進行描述。《紅外熱成像測量中的誤差與不確定度》則按照發表在《測量不確定度表示指南》（1995版，2004版）中的國際建議對該問題進行了全面系統地闡述，這種方式尚屬首次。這也是對Minkina在2004年發表的專著中第10章內容的擴展和補充。
《紅外熱成像測量中的誤差與不確定度》同時也旨在闡述解釋溫度測量以及商用紅外系統計量評估中的許多誤解。
回答清楚上述問題並非易事，所以決定寫《紅外熱成像測量中的誤差與不確定度》，旨在進行深入探討。值得強調的是，這個問題在已有的文獻中尚未得到完全解決，無論是物理學家、建筑師、機械工程師、電力工程師還是計算機科學家，都是局限於自身所從事學科專業從各自的角度進行描述。《紅外熱成像測量中的誤差與不確定度》則按照發表在《測量不確定度表示指南》（1995版，2004版）中的國際建議對該問題進行了全面系統地闡述，這種方式尚屬首次。這也是對Minkina在2004年發表的專著中第10章內容的擴展和補充。
《紅外熱成像測量中的誤差與不確定度》同時也旨在闡述解釋溫度測量以及商用紅外系統計量評估中的許多誤解。
序
在與紅外系統用戶的交流中，我們經常會被問到：“你如何估計紅外熱成像測量的準確度？或者使用紅外熱像儀測量數據的準確性如何？如在使用有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）或邊界元法（BEM）分析選定目標的溫度場時。”
回答清楚上述問題並非易事，所以我們決定寫這本書，旨在進行深入探討。值得強調的是，這個問題在已有的文獻中尚未得到完全解決，無論是物理學家、建筑師、機械工程師、電力工程師還是計算機科學家，都是局限於自身所從事學科專業從各自的角度進行描述。本書則按照發表在《測量不確定度表示指南》（1995版，2004版）中的國際建議對該問題進行了全面系統地闡述，這種方式尚屬首次。這也是對Minkina在2004年發表的專著中第10章內容的擴展和補充。
本書同時也旨在闡述解釋溫度測量以及商用紅外系統計量評估中的許多誤解。
第一個誤解是對噪聲等效溫差（NETD）參數的錯誤解釋，它作為表征熱靈敏度的參數出現在相機參數目錄中，但有時被理解為與紅外熱成像測量精度有關的參數。事實上，NETD更多的是出於市場營銷的目的，並不能說明測量的實際誤差。該參數只對熱成像圖的質量有影響，因為它保證了從探測器陣列的特定探測器上輸出的信號具有更好的一致性。實踐中，它只能給出在相機到目標的距離較短且沒有外部幹擾輻射源存在的理想測量條件下，由探測器像素陣列（矩陣）的同一像素測得的具有均勻發射率的特定區域兩點之間的溫差誤差信號。當存儲在相機微控制器內存中的測量模型程序在模型參數以零誤差輸入的條件下被執行時，就會發生這種情況。當然，現實中很難進行這樣的測量。
回答清楚上述問題並非易事，所以我們決定寫這本書，旨在進行深入探討。值得強調的是，這個問題在已有的文獻中尚未得到完全解決，無論是物理學家、建筑師、機械工程師、電力工程師還是計算機科學家，都是局限於自身所從事學科專業從各自的角度進行描述。本書則按照發表在《測量不確定度表示指南》（1995版，2004版）中的國際建議對該問題進行了全面系統地闡述，這種方式尚屬首次。這也是對Minkina在2004年發表的專著中第10章內容的擴展和補充。
本書同時也旨在闡述解釋溫度測量以及商用紅外系統計量評估中的許多誤解。
第一個誤解是對噪聲等效溫差（NETD）參數的錯誤解釋，它作為表征熱靈敏度的參數出現在相機參數目錄中，但有時被理解為與紅外熱成像測量精度有關的參數。事實上，NETD更多的是出於市場營銷的目的，並不能說明測量的實際誤差。該參數只對熱成像圖的質量有影響，因為它保證了從探測器陣列的特定探測器上輸出的信號具有更好的一致性。實踐中，它只能給出在相機到目標的距離較短且沒有外部幹擾輻射源存在的理想測量條件下，由探測器像素陣列（矩陣）的同一像素測得的具有均勻發射率的特定區域兩點之間的溫差誤差信號。當存儲在相機微控制器內存中的測量模型程序在模型參數以零誤差輸入的條件下被執行時，就會發生這種情況。當然，現實中很難進行這樣的測量。
目次
第1章 誤差與不確定度的基礎理論
1．1 系統誤差與隨機誤差
1．2 間接測量的不確定度
1．3 分布的傳播方法
第2章 紅外熱成像測量基礎
2．1 引言
2．2 輻射傳熱的基本定律
2．3 發射率
2．3．1 基本概念
2．3．2 發射率評估方法
2．3．3 發射率評估及其對測溫的影響案例
2．4 紅外測量相機
2．4．1 噪聲等效溫差
2．4．2 視場
2．4．3 瞬時視場
第3章 紅外相機測量路徑處理算法
3．1 紅外相機測量路徑中的信息處理
3．1．1 紅外探測器
3．1．2 紅外探測器的計量參數
3．1．3 相機測量算法的信號處理
3．2 紅外相機測量的數學模型
第4章 紅外熱成像測量誤差
4．1 引言
4．2 紅外熱成像測量系統相互作用
4．3 系統相互作用的模擬
4．3．1 發射率設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．2 環境溫度設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．3 大氣溫度設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．4 物像距離設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．5 相對濕度設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．6 小結
第5章 紅外熱成像測量不確定度
5．1 引言
5．2 仿真實驗方法
5．2．1 輸入變量分布參數的評估
5．2．2 輸入變量實現序列的生成
5．2．3 不相關的輸入變量
5．2．4 相關的輸入變量
5．3 不相關輸入變量的合成標準不確定度分量
5．3．1 與物體發射率相關的合成標準不確定度分量
5．3．2 與環境溫度相關的合成標準不確定度分量
5．3．3 與大氣溫度相關的合成標準不確定度分量
5．3．4 與大氣相對濕度相關的合成標準不確定度分量
5．3．5 與物像距離相關的合成標準不確定度分量
5．4 相關輸入變量的合成標準不確定度仿真
5．4．1 引言
5．4．2 紅外相機模型和大氣傳輸模型中各輸入變量之間的相關性
5．4．3 結論
5．5 不相關輸入變量的合成標準不確定度仿真
5．5．1 引言
5．5．2 合成標準不確定度的模擬
5．5．3 結論
……
第6章 總結
附錄A MATLAB腳本和函數
附錄B 各種材料法向發射率
參考文獻
1．1 系統誤差與隨機誤差
1．2 間接測量的不確定度
1．3 分布的傳播方法
第2章 紅外熱成像測量基礎
2．1 引言
2．2 輻射傳熱的基本定律
2．3 發射率
2．3．1 基本概念
2．3．2 發射率評估方法
2．3．3 發射率評估及其對測溫的影響案例
2．4 紅外測量相機
2．4．1 噪聲等效溫差
2．4．2 視場
2．4．3 瞬時視場
第3章 紅外相機測量路徑處理算法
3．1 紅外相機測量路徑中的信息處理
3．1．1 紅外探測器
3．1．2 紅外探測器的計量參數
3．1．3 相機測量算法的信號處理
3．2 紅外相機測量的數學模型
第4章 紅外熱成像測量誤差
4．1 引言
4．2 紅外熱成像測量系統相互作用
4．3 系統相互作用的模擬
4．3．1 發射率設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．2 環境溫度設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．3 大氣溫度設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．4 物像距離設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．5 相對濕度設置誤差對測溫誤差的影響
4．3．6 小結
第5章 紅外熱成像測量不確定度
5．1 引言
5．2 仿真實驗方法
5．2．1 輸入變量分布參數的評估
5．2．2 輸入變量實現序列的生成
5．2．3 不相關的輸入變量
5．2．4 相關的輸入變量
5．3 不相關輸入變量的合成標準不確定度分量
5．3．1 與物體發射率相關的合成標準不確定度分量
5．3．2 與環境溫度相關的合成標準不確定度分量
5．3．3 與大氣溫度相關的合成標準不確定度分量
5．3．4 與大氣相對濕度相關的合成標準不確定度分量
5．3．5 與物像距離相關的合成標準不確定度分量
5．4 相關輸入變量的合成標準不確定度仿真
5．4．1 引言
5．4．2 紅外相機模型和大氣傳輸模型中各輸入變量之間的相關性
5．4．3 結論
5．5 不相關輸入變量的合成標準不確定度仿真
5．5．1 引言
5．5．2 合成標準不確定度的模擬
5．5．3 結論
……
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