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红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
通过接收被测体辐射的红外线而进行的非接触温度测量有很多的优点。这样那些难以接触到或运动着的物体就可毫无问题的进行温度测量，如传热性能差的或很小的热容量材料。红外测温仪很短的响应时间能快速地实现调节回路。测温仪不拥有会磨损的部件，因而就不存在如使用温度计所存在的连续费用。特别是在很小的被测物体，如用接触测量，由于物体的导热性将产生很大的测量误差。这里可毫无疑问的使用测温仪，及用于腐蚀性的化学物或表层，如在油漆，纸张和塑料轨上。通过远距离的摇控测量，可远离危险区域，使操作人员无危险性。
红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外人体测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列，并备有各种选件和计算机软件，每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中，正确选择红外测温仪型号对使用者来说是很重要的。
红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统（焦平面技术则省去了光机扫描系统）接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构（焦平面热像仪无此机构）对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。这种热像图与物体表面的热分布场相对应；实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱，与可见光图像相比，缺少层次和立体感，因此，在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能如图像亮度、对比度的控制，实标校正，伪色彩描绘等技术。
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