CN103674285A - 具有自校正功能的红外热电堆温度传感器的温度计算模块及温度计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度计算方法，包括采用乘除法运算实现响应率R校正计算V_P=V_res*△V₂/△V₁；根据V_P和T₀产生二维查找表地址；基于双线性插值方法对待测物体温度T₁进行计算，首先对二维查找表单元输出数据V_P分段进行线性插值，然后再对本地温度T₀分段进行线性插值后输出待测物体温度T₁。本发明还提供了实现上述温度计算方法的温度计算模块，包括：乘除法逻辑单元，地址产生模块，二维查找表单元，插值运算单元。本发明可以减小温度计算模块的电路规模，提高红外热电堆温度传感器的温度测量精度。

Description

具有自校正功能的红外热电堆温度传感器的温度计算模块及温度计算方法

技术领域

本发明涉及红外热电堆温度传感器温度计算领域，尤其是一种具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度计算方法和相应的红外热电堆温度传感器电路。

背景技术

红外热电堆温度传感器的原理是塞贝克效应：由逸出功不同的两种导电材料所组成的闭合回路，当两接触点处温度不同时，由于温度梯度使得材料内部的载流子向温度低的一端移动，在温度低的一端形成电荷积累，回路中就会产生热电势，这种结构被称为热电偶，一系列热电偶串联组成热电堆，通过测量热电堆两端的电压变化即可计算得到待测物体的温度。

具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度测量原理：校正阶段，校正电阻导通发热，获得校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁和校正电阻两端的电压V_res；温度测量阶段：校正电阻关断，待测物体发热，采集待测物体发热致热电堆输出压差△V₂和本地温度T₀。利用以上四个值，计算得到待测物体温度T₁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现上述红外热电堆温度传感器中的温度计算方法和温度计算模块。本发明采用的技术方案是：

一种具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度计算方法，包括下述步骤：

步骤a.校正电阻通电发热，加热热电堆；采集数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁；采集数字化后的校正电阻两端电压Vres；

步骤b.校正电阻断电，采集数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂；采集数字化后的本地温度T₀；

V_res、△V₁、△V₂和T₀均为八位数字量；

步骤c.根据V_res、△V₁和△V₂进行乘除法运算实现响应率R校正得到待测物体发热等效电压V_P，其中V_P与V_res、△V₁和△V₂之间的关系为

V_P=V_res*△V₂/△V₁；V_P由下述公式推导得出：

$R=\frac{\mathrm{\ΔV}}{P}\frac{\mathrm{\Δ}{V}_1}{V_{\mathrm{res}}*I}=\frac{\mathrm{\Δ}{V}_2}{V_P*I}---\left(1\right)$

其中R为红外热电堆温度传感器的响应率，△V是热电堆的输出电压差值，P为热电堆吸收的热功率值，I为校正电阻通电时的电流值即电流源电流值，V_res*I为校正电阻的发热功率；V_P*I为热电堆输出为△V₂时待测物体等效发热功率，V_P为待测物体发热等效电压；热电堆输出为△V₂时待测物体的等效发热功率V_P*I为待测物体发热等效电压V_P与电流源电流I的乘积；

步骤d.根据上述步骤中产生的V_P和T₀产生四个相邻的二维查找表的地址(V_P[7:4],T₀[7:4]),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]),(V_P[7:4],T₀[7:4]+1),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]+1)；

其中V_P[7:4]和T₀[7:4]为V_P和T₀的高四位；

步骤e.根据产生的二维查找表的地址查找二维查找表输出数据S1、S2、S3、S4，其中S1、S2、S3、S4的表达式如下：

S1=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})   (2)

S2=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})   (3)

S3=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})   (4)

S4=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})   (5)

{V_P[7:4],4’b0000}表示V_P的高四位与4’b0000并接组成的八位二进制数，{V_P[7:4]+1,4’b0000}，{T₀[7:4],4’b0000}，{T₀[7:4]+1,4’b0000}同理；

二维查找表中T₁与V_P和T₀之间的关系如下式所示，

$T_1=\sqrt[4]{\frac{V_P*I}{A\left(\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{\ϵ}1}+\frac{1}{\mathrm{\ϵ}2}+\frac{1}{\mathrm{\τ}}-2}\right)\mathrm{\σ}}+{T_0}^4}$

其中A为热电堆吸收面积，ε1和ε2分别为待测物体和热电堆中热电偶对的发射率，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T₀为本地温度，T₁为待测物体温度；

步骤f.通过双线性插值方法计算得到(V_P,T₀)点对应的温度值T₁(V_P,T₀)，具体包括以下步骤：

第一步：计算V_P分段线性插值S5、S6的值，由于V_P∈[{V_P[7:4],4'b0000},{V_P[7:4]+1,4'b0000})，故S5、S6的值为

$S5=S1+\frac{V_P[3:0]}{16}*(S2-S1)---\left(6\right)$

$S6=S3+\frac{V_P[3:0]}{16}*(S4-S3)---\left(7\right)$

第二步：计算本地温度T₀分段线性插值S₇即T₁(V_P,T₀)的值，由于T₀∈[{T₀[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})，故其值为

$T_1(V_P,T_0)=S7=S5+\frac{T_0[3:0]}{16}*(S6-S5)---\left(8\right)$

一种实现上述温度计算方法的具有自校正功能的红外热电堆温度传感器的温度计算模块，包括：乘除法逻辑单元，地址产生模块，二维查找表单元，插值运算单元；

数字化后的校正电阻两端电压Vres、数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁和数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂作为乘除法逻辑单元的输入；乘除法逻辑单元的输出、T₀与地址产生模块的输入端相连；地址产生模块的输出端连接到二维查找表单元的输入端；乘除法逻辑单元的输出、二维查找表单元的输出和数字化后的本地温度T₀与插值运算单元(12)的输入端相连；

乘除法逻辑单元用于根据Vres、△V₁和△V₂产生待测物体发热等效电压V_P；V_P=V_res*△V₂/△V₁

地址产生模块用于根据V_P和T₀产生四个相邻的二维查找表的地址：

(V_P[7:4],T₀[7:4]),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]),(V_P[7:4],T₀[7:4]+1),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]+1)；其中V_P[7:4]和T₀[7:4]为V_P和T₀的高四位；

所述二维查找表单元由二维查找表构成，二维查找表中T₁与V_P和T₀之间的关系如下式所示，

$T_1=\sqrt[4]{\frac{V_P*I}{A\left(\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{\ϵ}1}+\frac{1}{\mathrm{\ϵ}2}+\frac{1}{\mathrm{\τ}}-2}\right)\mathrm{\σ}}+{T_0}^4}$

其中A为热电堆吸收面积，ε1和ε2分别为待测物体和热电堆中热电偶对的发射率，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T₀为数字化后的本地温度，T₁为待测物体温度；

二维查找表单元用于根据产生的二维查找表的地址查找二维查找表输出数据S1、S2、S3、S4；

S1=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})

S2=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})

S3=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})

S4=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})

插值运算单元用于通过双线性插值方法计算得到(V_P,T₀)点对应的温度值T₁(V_P,T₀)；

第一步：计算V_P分段线性插值S5、S6的值，由于V_P∈[{V_P[7:4],4'b0000},{V_P[7:4]+1,4'b0000})，故S5、S6的值为

$S5=S1+\frac{V_P[3:0]}{16}*(S2-S1)$

$S6=S3+\frac{V_P[3:0]}{16}*(S4-S3)$

第二步：计算本地温度T₀分段线性插值S₇即T₁(V_P,T₀)的值，由于T₀∈[{T₀[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})，故其值为

$T_1(V_P,T_0)=S7=S5+\frac{T_0[3:0]}{16}*(S6-S5)$

本发明的优点在于：传统温度计算模块采用双查找表运算实现，V_P和T₁的计算过程都采用查找表单元实现，且插值算法复杂。基于乘除法运算和双线性插值方法实现的温度计算模块利用乘除法运算代替查找表运算，减小了电路的规模，计算方法简单，同时，基于双线性插值方法不仅简化了温度计算的方法，而且提高了温度测量精度。

附图说明

图1为具有自校正功能的红外热电堆温度传感器结构示意图。

图2为本发明的温度计算模块结构示意图。

图3为本发明的具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度计算方法流程图。

图4为本发明的插值运算单元的双线性插值方法示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1给出了本发明所针对的具有自校正功能的红外热电堆温度传感器，包括：感知红外辐照的热电堆1、信号放大电路2、第一模数转换模块31、第二模数转换模块32、第三模数转换模块33、本地温度测量模块4、校正电阻5、电流源6、校正开关7、温度计算模块8。

电流源6的一端接地，另一端接校正电阻5的一端；校正电阻5的另一端通过校正开关7连接温度计算模块8的控制端；校正电阻5的两端连接第三模数转换模块33的输入端，第三模数转换模块33的输出端接温度计算模块8；热电堆1两端连接信号放大电路2的输入端，信号放大电路2的输出端接第一模数转换模块31的输入端，第一模数转换模块31的输出端接温度计算模块8；本地温度测量模块4的输出端接第二模数转换模块32的输入端，第二模数转换模块32的输出端接温度计算模块8；温度计算模块8控制校正开关7的通断。

校正开关7为一MOS开关管，MOS开关管的源极接校正电阻5的另一端，栅极接温度计算模块8的控制端，漏极接正电源。

在其工作时，校正阶段，温度计算模块8输出控制信号控制校正开关7导通，校正电阻5加热热电堆1，热电堆1两端的压差通过信号放大电路2放大，经过第一模数转换模块31数字化后，得到数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁；△V₁输入温度计算模块8；第三模数转换模块33采集并向温度计算模块8输出数字化后的校正电阻两端电压Vres。

测量阶段，温度计算模块8输出控制信号控制校正开关7关断，此时校正电阻5不发热，待测物体发热引起热电堆1两端的压差通过信号放大电路2放大，经过第一模数转换模块31数字化后，得到数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂；△V₂输入温度计算模块8；本地温度测量模块4的输出经过第二模数转换模块32数字化后，得到数字化后的本地温度T₀，T₀输入温度计算模块8。

如图2所示，温度计算模块8包括乘除法逻辑单元9，地址产生模块10，二维查找表单元11，插值运算单元12；

数字化后的校正电阻两端电压Vres、数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁和数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂作为乘除法逻辑单元9的输入；乘除法逻辑单元9的输出、T₀与地址产生模块10的输入端相连；地址产生模块10的输出端连接到二维查找表单元11的输入端；乘除法逻辑单元9的输出、二维查找表单元11的输出和数字化后的本地温度T₀与插值运算单元12的输入端相连；

乘除法逻辑单元9用于根据Vres、△V₁和△V₂产生待测物体发热等效电压V_P；V_P=V_res*△V₂/△V₁

地址产生模块10用于根据V_P和T₀产生四个相邻的二维查找表的地址：

(V_P[7:4],T₀[7:4]),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]),(V_P[7:4],T₀[7:4]+1),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]+1)；其中V_P[7:4]和T₀[7:4]为V_P和T₀的高四位；

所述二维查找表单元11由二维查找表构成，二维查找表中T₁与V_P和T₀之间的关系如下式所示，

$T_1=\sqrt[4]{\frac{V_P*I}{A\left(\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{\ϵ}1}+\frac{1}{\mathrm{\ϵ}2}+\frac{1}{\mathrm{\τ}}-2}\right)\mathrm{\σ}}+{T_0}^4}$

其中A为热电堆吸收面积，ε1和ε2分别为待测物体和热电堆中热电偶对的发射率，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T₀为数字化后的本地温度，T₁为待测物体温度；

二维查找表单元11用于根据产生的二维查找表的地址查找二维查找表输出数据S1、S2、S3、S4；

S1=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})

S2=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})

S3=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})

S4=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})

插值运算单元12用于通过双线性插值方法计算得到(V_P,T₀)点对应的温度值T₁(V_P,T₀)。

二维查找表单元11具体实现时，为了保证其数据完整性同时减小其数据容量，二维查找表单元11的地址由所有可能出现的待测物体发热等效电压V_P[7:0]和本地温度T₀[7:0]的高四位V_P[7:4]和T₀[7:4]组成，而二维查找表单元11中的待测物体温度T₁值由其地址V_P[7:4]和T₀[7:4]与4’b0000并接即{V_P[7:4],4’b0000}和{T₀[7:4],4’b0000}作为V_P和T₀的实际值计算得到。

图3所示为本发明提出的具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度计算方法，具体包括如下步骤：

步骤a.校正电阻5通电发热，加热热电堆1；采集数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁；采集数字化后的校正电阻两端电压Vres；

步骤b.校正电阻5断电，采集数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂；采集数字化后的本地温度T₀；

V_res、△V₁、△V₂和T₀均为八位数字量；

步骤c.为对传感器响应率R进行校正，根据V_res、△V₁和△V₂进行乘除法运算得到待测物体发热等效电压V_P，其中V_P与V_res、△V₁和△V₂之间的关系为

V_P=V_res*△V₂/△V₁；V_P由下述公式推导得出：

$R=\frac{\mathrm{\ΔV}}{P}\frac{\mathrm{\Δ}{V}_1}{V_{\mathrm{res}}*I}=\frac{\mathrm{\Δ}{V}_2}{V_P*I}---\left(1\right)$

其中R为红外热电堆温度传感器的响应率，△V是热电堆的输出电压差值，P为热电堆吸收的热功率值，I为校正电阻通电时的电流值即电流源电流值，V_res*I为校正电阻的发热功率；V_P*I为热电堆输出为△V₂时待测物体等效发热功率，V_P为待测物体发热等效电压；热电堆输出为△V₂时待测物体的等效发热功率V_P*I为待测物体发热等效电压V_P与电流源电流I的乘积。

步骤d.根据上述步骤中产生的V_P和T₀产生四个相邻的二维查找表的地址。V_P和T₀为8位二进制数据，而二维查找表只选取V_P和T₀的高四位V_P[7:4]和T₀[7:4]作为其地址，因此输出邻近(V_P,T₀)的二维查找表的四个地址(V_P[7:4],T₀[7:4]),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]),(V_P[7:4],T₀[7:4]+1),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]+1)；

其中V_P[7:4]和T₀[7:4]为V_P和T₀的高四位。

步骤e.根据产生的二维查找表的地址查找二维查找表输出数据S1、S2、S3、S4，其中S1、S2、S3、S4的表达式如下：

S1=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})(2)

S2=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})(3)

S3=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})(4)

S4=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})(5)

{V_P[7:4],4’b0000}表示V_P的高四位与4’b0000并接组成的八位二进制数，{V_P[7:4]+1,4’b0000}，{T₀[7:4],4’b0000}，{T₀[7:4]+1,4’b0000}同理；

二维查找表中T₁与V_P和T₀之间的关系如下式所示，

$T_1=\sqrt[4]{\frac{V_P*I}{A\left(\frac{1}{\frac{1}{\mathrm{\ϵ}1}+\frac{1}{\mathrm{\ϵ}2}+\frac{1}{\mathrm{\τ}}-2}\right)\mathrm{\σ}}+{T_0}^4}$

其中A为热电堆吸收面积，ε1和ε2分别为待测物体和热电堆中热电偶对的发射率，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T₀为本地温度，T₁为待测物体温度；

步骤f.如图4所示，通过双线性插值方法计算得到(V_P,T₀)点对应的温度值T₁(V_P,T₀)，根据乘除法逻辑单元9的输出V_P和T₀和二维查找表单元11的输出S1,S2,S3,S4利用双线性插值方法实现T₁的计算。

具体包括以下步骤：

第一步：计算V_P分段线性插值S5、S6的值，由于V_P∈[{V_P[7:4],4'b0000},{V_P[7:4]+1,4'b0000})，故S5、S6的值为

$S5=S1+\frac{V_P[3:0]}{16}*(S2-S1)---\left(6\right)$

$S6=S3+\frac{V_P[3:0]}{16}*(S4-S3)---\left(7\right)$

第二步：计算本地温度T₀分段线性插值S₇即T₁(V_P,T₀)的值，由于T₀∈[{T₀[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})，故其值为

$T_1(V_P,T_0)=S7=S5+\frac{T_0[3:0]}{16}*(S6-S5)---\left(8\right)$

式(6)～(8)的详细解释如下：

以上计算是由于二维查找表单元11中相邻两个地址点V_P[7:4]+1和V_P[7:4]或T₀[7:4]+1和T₀[7:4]对应的实际的地址值{V_P[7:4]+1,4'b0000}和{V_P[7:4],4'b0000}或{T₀[7:4]+1,4'b0000}和{T₀[7:4],4'b0000}的差值为

{V_P[7:4]+1,4'b0000}-{V_P[7:4],4'b0000}=16(9)

{T₀[7:4]+1,4'b0000}-{T₀[7:4],4'b0000}=16(10)

，实际V_P、T₀分别与S1对应的二维查找表单元11中地址对应的实际地址{V_P[7:4],4'b0000}、{T₀[7:4],4'b0000}之间的差值为V_P[3:0]和T₀[3:0]。

{V_P[7:0]}-{V_P[7:4],4'b0000}=V_P[3:0](11)

{T₀[7:0]}-{T₀[7:4],4'b0000}=T₀[3:0](12)

另外，温度计算模块8中插值运算单元12计算待测物体温度T₁的步骤中如式(6)、(7)、(8)中的除以16的运算采用将V_P[3:0]*(S2-S1),V_P[3:0]*(S4-S3),T₀[3:0]*(S6-S5)的乘积右移四位实现。

Claims (2)

1.一种具有自校正功能的红外热电堆温度传感器温度计算方法，其特征在于，包括下述步骤： 

步骤a.校正电阻通电发热，加热热电堆；采集数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁；采集数字化后的校正电阻两端电压Vres； 

步骤b.校正电阻断电，采集数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂；采集数字化后的本地温度T₀； 

V_res、△V₁、△V₂和T₀均为八位数字量； 

步骤c.根据V_res、△V₁和△V₂进行乘除法运算实现响应率R校正得到待测物体发热等效电压V_P，其中V_P与V_res、△V₁和△V₂之间的关系为 

V_P=V_res*△V₂/△V₁；V_P由下述公式推导得出： 

其中R为红外热电堆温度传感器的响应率，△V是热电堆的输出电压差值，P为热电堆吸收的热功率值，I为校正电阻通电时的电流值即电流源电流值，V_res*I为校正电阻的发热功率；V_P*I为热电堆输出为△V₂时待测物体等效发热功率，V_P为待测物体发热等效电压；热电堆输出为△V₂时待测物体的等效发热功率V_P*I为待测物体发热等效电压V_P与电流源电流I的乘积； 

步骤d.根据上述步骤中产生的V_P和T₀产生四个相邻的二维查找表的地址 

(V_P[7:4],T₀[7:4]),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]),(V_P[7:4],T₀[7:4]+1),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]+1)； 

其中V_P[7:4]和T₀[7:4]为V_P和T₀的高四位； 

步骤e.根据产生的二维查找表的地址查找二维查找表输出数据S1、S2、S3、S4，其中S1、S2、S3、S4的表达式如下： 

S1=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})(2) 

S2=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000})(3) 

S3=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})(4) 

S4=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})(5) 

{V_P[7:4],4’b0000}表示V_P的高四位与4’b0000并接组成的八位二进制数，{V_P[7:4]+1,4’b0000}，{T₀[7:4],4’b0000}，{T₀[7:4]+1,4’b0000}同理； 

二维查找表中T₁与V_P和T₀之间的关系如下式所示， 

其中A为热电堆吸收面积，ε1和ε2分别为待测物体和热电堆中热电偶对的发射率，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T₀为数字化后的本地温度，T₁为待测物体 温度； 

步骤f.通过双线性插值方法计算得到(V_P,T₀)点对应的温度值T₁(V_P,T₀)，具体包括以下步骤： 

第一步：计算V_P分段线性插值S5、S6的值，由于V_P∈[{V_P[7:4],4'b0000},{V_P[7:4]+1,4'b0000})，故S5、S6的值为 

第二步：计算本地温度T₀分段线性插值S₇即T₁(V_P,T₀)的值，由于T₀∈[{T₀[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})，故其值为 

。

2.一种实现如权利要求1所述温度计算方法的具有自校正功能的红外热电堆温度传感器的温度计算模块，其特征在于，包括：包括乘除法逻辑单元(9)，地址产生模块(10)，二维查找表单元(11)，插值运算单元(12)； 

数字化后的校正电阻两端电压Vres、数字化后的校正电阻发热致热电堆输出压差△V₁和数字化后的待测物体发热致热电堆输出压差△V₂作为乘除法逻辑单元(9)的输入；乘除法逻辑单元(9)的输出、T₀与地址产生模块(10)的输入端相连；地址产生模块(10)的输出端连接到二维查找表单元(11)的输入端；乘除法逻辑单元(9)的输出、二维查找表单元(11)的输出和数字化后的本地温度T₀与插值运算单元(12)的输入端相连； 

乘除法逻辑单元(9)用于根据Vres、△V₁和△V₂产生待测物体发热等效电压V_P；V_P=V_res*△V₂/△V₁

地址产生模块(10)用于根据V_P和T₀产生四个相邻的二维查找表的地址： 

(V_P[7:4],T₀[7:4]),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]),(V_P[7:4],T₀[7:4]+1),(V_P[7:4]+1,T₀[7:4]+1)；其中V_P[7:4]和T₀[7:4]为V_P和T₀的高四位； 

所述二维查找表单元(11)由二维查找表构成，二维查找表中T₁与V_P和T₀之间的关系如下式所示， 

其中A为热电堆吸收面积，ε1和ε2分别为待测物体和热电堆中热电偶对的发射率，σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数，T₀为数字化后的本地温度，T₁为待测物体温度； 

二维查找表单元(11)用于根据产生的二维查找表的地址查找二维查找表输出数据S1、S2、S3、S4； 

S1=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000}) 

S2=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4],4'b0000}) 

S3=T₁({V_P[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000}) 

S4=T₁({V_P[7:4]+1,4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000}) 

插值运算单元(12)用于通过双线性插值方法计算得到(V_P,T₀)点对应的温度值T₁(V_P,T₀)； 

第一步：计算V_P分段线性插值S5、S6的值，由于V_P∈[{V_P[7:4],4'b0000},{V_P[7:4]+1,4'b0000})，故S5、S6的值为 

第二步：计算本地温度T₀分段线性插值S₇即T₁(V_P,T₀)的值，由于T₀∈[{T₀[7:4],4'b0000},{T₀[7:4]+1,4'b0000})，故其值为 

。

Images