紅外成像系統噪聲等效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《紅外成像系統噪聲等效溫差校準規范》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：北京市北三環東路18號中國計量科學研究院光學所成像與顯示室實驗時間：2024年11月20日環境條件實驗室環境條件測量開始時測量結束時溫度/℃：(22.5±1)(22.6±1)相對濕度（%）：(46±1)(45.9±1)其他特殊條件：光學暗室光學暗室樣品狀況：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常溫黑體輻射標準裝置INFRA(20～250)℃UL=0.92%(k＝2）；UE=1.9%(k＝2）；Uε＝(2～5)%(k＝2)；UM＝0.92%(k＝2)；UT＝0.8K(k＝2)[2002]國量標計證字第209號2027-10-13校準人徐英瑩被校樣品信息名稱型號編號生產廠商紅外熱像儀FAST-IRV300TEL-6082Telops校準方法及結果噪聲等效溫差NETD校準方法：將紅外攝像機放置在操作平臺上，將黑體放置在距離紅外攝像機大于300mm的位置，保證黑體覆蓋紅外攝像機的整個視場；將黑體溫度設為紅外攝像機測量范圍的中間溫度點，獲取一段時間（一般為1s）的熱像圖，熱像圖尺寸為K×L；畫面的平均值按公式(1)計算：PPi是i幀畫面的平均值；Pix,y是第i幀畫面像素(x,y)的灰度值；噪聲灰度的均方根的計算方法如公式(2)所示：N=其中n是在一段時間內獲得的熱像圖的數量設置黑體溫度為紅外攝像機測量范圍的中間溫度點，調節黑體溫差（通常為2℃），使目標至少占視場的10%，測量信號和噪聲電壓；根據公式(3)計算NETD。?ΔT為設定溫度差（通常為2℃），若熱成像輸出處于飽和狀態，則可以降低ΔT；S為信號的灰度值；N為噪聲灰度的均方根值。校準結果：信號灰度值S與噪聲灰度值的均方根N：信號灰度值S噪聲灰度值的均方根NNETD(K)90.03614.487100.0498390.33754.334970.0479989.79274.324750.0481689.90184.337860.0482590.04834.409780.04897設定溫度差ΔT=1℃噪聲等效溫差NETD、?校準結果的不確定度評定采用黑體輻射源標準器和刀口靶校準紅外成像系統噪聲等效溫差NETD的測量結果不確定度評定分析。1測量方法按照本校準規范的要求和步驟，用黑體輻射源和刀口靶標準器校準紅外成像系統噪聲等效溫差NETD進行校準。2測量模型NETD的校準公式為：?ΔT為設定溫度差（通常為2℃）；S為信號的灰度值；N為噪聲灰度的均方根值。3影響校準結果的不確定度來源校準裝置測量信號灰度值引入的不確定度分量；校準裝置測量噪聲灰度的均方根值引入的不確定度分量u2；測量裝置中黑體溫度不穩定及非均勻性引入的不確定度u3；測量重復性引入的不確定度分量u4。4各不確定度分量的數值見表1表1紅外成像系統噪聲等效溫差的不確定度分量表序號不確定度來源類別數值分布ku1校準裝置測量信號灰度值不準B類0.002℃正態2S2測量噪聲灰度均方根值不準B類0.010℃正態2N3黑體溫度不穩及非均勻性B類0.006℃正態214測量重復性A類0.003℃正態21由于各分量不相關，合成標準不確定度為：=0.0125℃在置信水平95%情況下，取k=2，NETD擴展測量不確定度為：=0.025℃實驗結論