Температурная чувствительность теплового дефектоскопа

[SilverStars]

Здравствуйте! Товарищи, помогите, пожалуйста, разобраться с определением термина "тепловая чувствительность". Данный термин встречается в паспорте в разделе технических характеристик многих тепловизоров, в частности, Fluke RSE600, где напротив вышеупомянутого термина указано: "0,04 °C при температуре объекта 30 °C".

В интернете на псевдонаучных сайтах написано много информации, и часто обобщается до такого: "это та минимальная температура, которую тепловизор сможет различить у двух соседних пикселей". То есть, если брать в расчет указанные 30 °C объекта, то на термограмме у двух соседних пикселей с температурами 29,98 °C и 30,02 °C мы увидим разную температуру, некая цена деления болометрической матрицы тепловизора. Правильно ли я понимаю?

При этом в том же разделе паспорта тепловизора напротив графы "точность измерения" указано "±2°C или ±2% (большее из этих значений)". Но как мы можем различить два пикселя с разностью температур 0,04 °C, если у нас точность измерения температуры пикселя в 50 раз меньше этого значения, а по аналогии с любыми другими средствами измерений точность должна быть 1/2 от "цены деления (чувствительности)", то есть, 0,02 °C, а не 2.

При этом в ГОСТ 10878 "термины и определения" есть такое определение: порог температурной чувствительности; разность температур, эквивалентная шуму(noise equivalent temperature difference): Разность температур между фоном и объектом измерения(абсолютно черные тела), при которой отношение сигнал/шум для конкретного инфракрасного прибора равно единице. А также второе похожее: температурная чувствительность (temperature resolution): Минимальная кажущаяся либо реальная разница в температуре объекта измерения, которая приводит к формированию наблюдаемого сигнала (как правило, соответствует единичному отношению сигнал/шум). Примечание — То же, что и разность температур, эквивалентная шуму.

Всем неравнодушным и также желающим разобраться, спасибо!

 

[Teplonadzor]

Приветствую!

В графе "точность" или "погрешность" фактически указывают параметр "предел допустимой погрешности" - наибольшее значение погрешности, устанавливаемое для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению. Чуть более чем всегда это ±2°C или ±2% и реже ±1°C в узком диапазоне. Фактическая погрешность у каждого отдельного измерения своя. Тепловизоры не особо точные приборы измерения температуры. Но при правильной настройке и хороших условиях ошибка может быть несколько десятых градуса. Ниже пример с замером температуры таяния льда



В качестве чувствительности действительно принято указывать значение, эквивалентное шуму (NETD noise equivalent temperature difference). Тепловизоры значительно лучше различают разницу температур (излучения) в пределах одного кадра, например, охлаждаемые тепловизоры имеют NETD = 0.015°C. Все изменения меньшей величины тонут в шумах. Реально находить отличия больше 3 х NETD. Важно: в пределах одной термограммы. На примере ниже видно, что на "шумной" термограмме сложнее различить объект, слабо отличающийся от фона.

 

[dea135]

Но как мы можем различить два пикселя с разностью температур 0,04 °C, если у нас точность измерения температуры пикселя в 50 раз меньше этого значения,

по смыслу 0,04 °C это минимальное относительное разрешение. означает, что две точки поверхности соответствующие двум разным по цвету пикселям должны отличаться не менее чем на 0,04 °C. если одна точка имеет температуру 30,00, а вторая 30,04 , то эти два пикселя можно увидеть раздельными, например, в цвете один пиксель красным, а другой синим, а если вторая точка равна 30,03, то что хотите делайте, а цвет пикселей будет одинаковым.
теперь по точности. прибор, например, будет показывать температуру точки 30, 00 и это означает, что реальная температура будет находится в диапазоне 30 ±2°C, а соседняя точка 30,04 ±2°C.
или по другому. относительная точность измерения достаточно высокая и равна 0,04 °C, а абсолютная ±2°C. вот аналогия. у вас рулетка, которую вы привязали к точке отсчета с точностью ±20 мм. получается, что любую точку поверхности вы сможете измерить с погрешностью ±20 мм, а любые две точки поверхности относительно друг друга с погрешностью половины деления, скажем, 0,5 мм.

 

[Teplonadzor]

Пример с замером расстояния рулеткой хороший и наглядный.

У рулетки не только начало не точно закреплено, но она еще и растягивается. Вот это еще ближе к температурной шкале. При этом на близких точках ни смещение начала, ни растягивание на вычисление разницы сильно не влияют.

 

[SilverStars]

В графе "точность" или "погрешность" фактически указывают параметр "предел допустимой погрешности" - наибольшее значение погрешности, устанавливаемое для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению. Чуть более чем всегда это ±2°C или ±2% и реже ±1°C в узком диапазоне. Фактическая погрешность у каждого отдельного измерения своя. Тепловизоры не особо точные приборы измерения температуры. Но при правильной настройке и хороших условиях ошибка может быть несколько десятых градуса. Ниже пример с замером температуры таяния льда

по смыслу 0,04 °C это минимальное относительное разрешение. означает, что две точки поверхности соответствующие двум разным по цвету пикселям должны отличаться не менее чем на 0,04 °C. если одна точка имеет температуру 30,00, а вторая 30,04 , то эти два пикселя можно увидеть раздельными, например, в цвете один пиксель красным, а другой синим, а если вторая точка равна 30,03, то что хотите делайте, а цвет пикселей будет одинаковым.

Благодарю вас за ответы! Все понял. Максимально понятно и содержательно!

 

[ursa]

Пример с замером расстояния рулеткой хороший и наглядный.

У рулетки не только начало не точно закреплено, но она еще и растягивается. Вот это еще ближе к температурной шкале. При этом на близких точках ни смещение начала, ни растягивание на вычисление разницы сильно не влияют.

...Горячий спор вызвал вопрос: считать ли метр меняющейся величиной из-за того, что детали в разогретом и холодном состоянии будут разного размера. За решением спора даже обратились в Национальное бюро по стандартам в Вашингтоне, где предложили считать метр абстрактной величиной, не связанной с физическим состоянием объекта...
Так, к слову, из истории международной организации по стандартизации ISO.