紅外成像系統最小可分辨溫差校準規范實驗報告規范起草小組2024年12月實驗目的通過實驗，驗證《紅外成像系統最小可分辨溫差校準規范》中各參數校準方法的可行性，核查指標是否能夠完全覆蓋校準規范中的規定，并對測量不確定度評定的合理性和準確性進行分析。實驗地點及時間實驗地點：青島市黃島區香江路98號中國電子科技集團公司第四十一研究所重點實驗室大樓光電整機實驗室實驗時間：2024年12月23日環境條件實驗室環境條件測量開始時測量結束時溫度/℃：22.722.7相對濕度（%）：3535其他特殊條件：暗室暗室樣品狀況：正常正常校準設備表1校準設備表校準使用的標準器名稱/型號編號測量范圍不確定度/準確度等級/最大允許誤差檢定/校準證書編號有效期至紅外熱像儀參數校準裝置/IRCOL300/150020//IRI-24010022025.01.01校準人劉紅元，王洪超被校樣品信息名稱型號編號生產廠商紅外熱像儀IDMM06710868700/校準方法及結果校準方法：a.把較低空間頻率的四桿靶置于紅外準直光學系統的焦平面上，將紅外熱像儀的視頻輸出信號接到監視器上進行觀察，或者由幀采樣器進行采集，然后在計算機屏幕上進行觀察。調整被測紅外熱像儀，使靶標清晰成像在熱像儀視場的中央。將監視器的亮度和對比度以及人眼離監視器的觀察距離和觀察角度調整到最佳。b.讓黑體工作于差分模式，設置合適的黑體差分溫度范圍（ΔTLimit－～ΔTLimit＋）以及溫度變化步進值。c.將ΔT設為0，此時監視器上看不見四桿靶圖案，然后將ΔT由0逐漸增加到ΔTLimit＋（圖10中的AB段），記錄這個過程中四桿靶圖案（白桿）剛剛出現時所對應的差分溫度ΔT1。四桿靶圖案可以每桿面積的75％和兩桿間隔面積的75％作為判斷標準。差分溫度差分溫度ΔT＝0ΔT＝ΔTLimit＋ΔT＝ΔTLimit－ABCDΔT1ΔT2ΔT3ΔT4正對比度負對比度圖10MRTD測試示意圖d.將ΔT由ΔTLimit＋逐漸降到0（圖10中的BC段），記錄這個過程中四桿靶圖案（白桿）剛剛消失時所對應的差分溫度ΔT2。e.將ΔT由0逐漸降到ΔTLimit－（圖10中的CD段），記錄這個過程中四桿靶圖案（黑桿）剛剛出現時所對應的差分溫度ΔT3。f.將ΔT由ΔTLimit－逐漸增加到0（圖10中的DA段）,記錄這個過程中四桿靶圖案（黑桿）剛剛消失時所對應的差分溫度ΔT4。g.主觀MRTD由下式進行計算：（1）式中：——黑體在被測紅外熱像儀工作波段內的發射率；——平行光管在被測紅外熱像儀工作波段內的傳輸率。h.改變四桿靶的尺寸即空間頻率，重復步驟c至步驟g，得到不同空間頻率下的MRTD。 校準結果：最小可分辨溫差MRTD空間頻率f（cy/mrad）MRTD?TMR（0.3790.0230.7580.0361.1380.0671.5160.088校準結果的不確定度評定1測量方法用黑體輻射源和四桿靶標準器校準紅外成像系統最小可分辨溫差MRTD進行校準，取四桿靶與背景（黑體）分別為正、負標稱溫差的平均值作為校準結果。2測量模型（2）式中：MRTD為空間頻率f下的最小可分辨溫差MRTD；?T1、?T2、?T3、?T4分別為空間頻率3影響校準結果的不確定度來源本裝置采用主觀法測量紅外熱像儀的MRTD，即用不同空間頻率的四桿靶進行測量，MRTD的計算公式為（1）式。MRTD的測量不確定度來源主要有：黑體發射率、平行光管傳輸率、黑體差分溫度測量、其它因素等，于是：a.黑體發射率引入的不確定度，差分黑體的發射率指標為，設置信水平為99%，按正態分布估計，則：b.平行光管傳輸率引入的不確定度，在2.5μm～14μm波段，平行光管的傳輸率為98％，測量誤差在±1％以內，以均勻分布估計，則：c.黑體差分溫度測量引入的不確定度，MRDT測量時需要由測試人員主觀判斷黑體溫度緩慢變化過程中，監視器上四桿靶圖案（白桿和黑桿）剛好出現或消失的時刻，即需要測量四個差分溫度。每個黑體差分溫度測量的不確定度主要由三部分組成：黑體的控溫精度導致的不確定度、溫度步進引入的不確定度以及測試人員引入的不確定度。(a)黑體的控溫精度導致的不確定度，差分模式下黑體的控溫精度為±0.025℃，以均勻分布估計，則：（℃）(b)溫度步進引入的不確定度，測量過程中溫度變化步進值一般選取（0.02℃～0.1℃），以0.02℃步進并按均勻分布估計，則：（℃）(c)測試人員引入的不確定度，在其它條件不變的情況下，被測紅外熱像儀的MRTD越小，測試人員的溫度判斷誤差越小。對于MRTD為0.2℃的熱像儀，對應的約為0.8℃，經驗估計，測試人員在判斷白桿和黑桿圖案出現和消失時溫度的誤差在±0.02℃以內，以均勻分布估計，則：（℃）以上三項的合成不確定度即為單個黑體差分溫度測量的不確定度，即：（℃）于是，四個黑體差分溫度測量引入的總不確定度為：d.其它因素引入的不確定度，其它影響測量結果的因素主要有：輻射靶、紅外準直光學系統、環境溫度波動、調焦等，不確定度估計為0.5％。4各不確定度分量的數值見表1表1紅外成像系統最小可分辨溫差的不確定度分量表序號不確定度來源類別數值(K)分布ku1黑體發射率B1正態10.78％2平行光管傳輸率B1均勻10.58％3黑體差分溫度B1均勻15.5％4其它因素