Question

【題目】紅外測溫儀

紅外線測溫儀（如圖所示）與傳統(tǒng)的水銀溫度計相比，具有使用方便、非接觸、可很快測出體溫的優(yōu)點。

在自然界中，一切溫度高于絕對零度（-273.15℃）的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。紅外輻射又被稱為紅外線，是電磁波的一種，電磁波波速c、波長λ和頻率f之間的關系是。物體的紅外輻射能量的大小按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關系。通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度。

圖是一款醫(yī)用紅外測溫儀原理圖。

圖中(1)為紅外溫度傳感器它將檢測到的人體輻射的紅外輻射能量轉(zhuǎn)換成電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號被發(fā)送到主控制CPU中進行處理。

紅外傳感器里有濾光片，主要截斷可見光和近紅外的輻射，減輕了環(huán)境光和太陽光對傳感器的干擾。

圖中(2)為超聲波傳感器，用來測量紅外溫度傳感器到人體間的距離。

圖中(3)為環(huán)境溫度傳感器，用來測量周圍背景的環(huán)境溫度，其測量結(jié)果用于超聲波傳播速度的精準計算，同時其測量結(jié)果也用于對紅外溫度進行補償。圖中(4)為主控芯片，可以很快處理大量的數(shù)據(jù)。

圖中(5)為PC機，它將記錄好的實驗數(shù)據(jù)經(jīng)過分類整理后輸入到MATLAB計算科學軟件中，進行BP神經(jīng)網(wǎng)絡訓練，然后通過訓練好的網(wǎng)絡對采集到的紅外數(shù)據(jù)進行處理，得到與真值更為接近的補償值。最終的補償結(jié)果將顯示在LCD屏幕上。當顯示溫度過高或者過低時，系統(tǒng)發(fā)出警報，蜂鳴器報警。

請根據(jù)上述材料，回答下列問題：

(1)有人擔心紅外測溫儀的紅外線對人體有傷害。與遙控器發(fā)出紅外線機理______（選填“相同”或“不同”），紅外測溫儀利用的是人體自身發(fā)出的紅外線，而不是體溫槍自身發(fā)出的，因此它是對人體沒有傷害的；

(2)體的正常溫度在36~37℃之間，放射的紅外波長約9~13μm。在此區(qū)間人體放射的紅外線的頻率范圍約為_______________Hz；

(3)圖是紅外溫度傳感器中的部分原理示意圖，其中電源兩端電壓保持不變，R是熱敏電阻，其阻值隨可測溫度的升高而減小，定值電阻R0為保護電阻；被測溫度較高時，顯示儀的示數(shù)也會變大。關于該部分測溫原理，下列分析正確的是（______）

A.顯示儀是由電流表改裝成的

B.顯示儀是由電壓表改裝成的

C.被測溫度越高，電阻R0兩端的電壓越小

D.被測溫度越高，通過熱敏電阻的電流越小

(4)測量中誤差不可避免，根據(jù)文中所述，該款紅外測溫儀為了減小因環(huán)境干擾產(chǎn)生誤差的措施有：_________________（寫出一條即可）。

Answer 1

【答案】不同 2.3×1013~3.3×1013 B 環(huán)境溫度傳感器用來測量周圍背景的環(huán)境溫度，其測量結(jié)果用于超聲波傳播速度的精準計算，同時其測量結(jié)果也用于對紅外溫度進行補償，紅外傳感器有濾光片，主要截斷可見光和近紅外的輻射，減輕了環(huán)境光和太陽光對傳感器的干擾

【解析】

(1)[1]測溫儀是通過接收身體表面輻射出來的紅外線來測溫的，遙控器是通過發(fā)出不同的紅外線來遙控的，所以紅外測溫儀與遙控器發(fā)出紅外線機理不同。

(2)[2]由可知，當紅外波長約9μm時，人體放射的紅外線的頻率為

當紅外波長約13μm時，人體放射的紅外線的頻率為

則人體放射的紅外線的頻率范圍約為2.3×1013~3.3×1013Hz。

(3)[3]由圖可知，顯示儀并聯(lián)在R0兩端，所以顯示儀是由電壓表改裝成的，因為R是熱敏電阻，其阻值隨可測溫度的升高而減小，所以被測溫度越高，R的阻值越小，電路中的總電阻越小，由歐姆定律可知，電路中電流越大，即通過熱敏電阻的電流越大，由歐姆定律可知，電流越大，電阻R0兩端的電壓越大。

故選B。

(4)[4]根據(jù)文中所述，該款紅外測溫儀為了減小因環(huán)境干擾產(chǎn)生誤差的措施有：環(huán)境溫度傳感器用來測量周圍背景的環(huán)境溫度，其測量結(jié)果用于超聲波傳播速度的精準計算，同時其測量結(jié)果也用于對紅外溫度進行補償，紅外傳感器有濾光片，主要截斷可見光和近紅外的輻射，減輕了環(huán)境光和太陽光對傳感器的干擾。