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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置、显现输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的方针红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其方位断定。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置电路，并依照仪器内置的算法和方针发射率校正、环境温度补偿后转变为被测方针的温度值。

在自然界中，一切温度高于零度的物体都在不停地向周围空间宣布红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布 -- 与它的外表温度有着十分密切的关系。因而，通过对物体自身辐射的红外能量的丈量，便能准确地测定它的外表温度，这就是红外辐射测温所依据的客观根底。黑体是一种理想化的辐射体，它吸收一切波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其外表的发射率为 1。

可是，自然界中存在的实践物体，几乎都不是黑体，为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，然后导出了普朗克黑体辐射的规律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称 黑体辐射规律。一切实践物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的资料种类、制备办法、热过程以及外表状况和环境条件等因素有关。