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把從被測物接收的紅外線，由透鏡經過濾波器聚焦在檢波器上。檢波器通過被測物輻射密度的積分，產生一個與溫度成比例的電流或電壓信號，在此后相連接的電器部件中，把此溫度信號線性化，發射率區域的修正，及轉換成一個標準的輸出信號。
原理上有便攜式測溫儀和固定式測溫儀兩種，因此，在選擇合適的紅外測溫儀用于不同的測量點時，以下的特征將是主要的：
1、瞄準器
瞄準器有此作用，測溫儀所指的測量塊或測量點可以看見，大面積的被測物可以經常不要瞄準器。在小的被測物和較遠的測量距離時，瞄準器以透光鏡形式帶有儀表板刻度或激光指向點是值得推薦的。
2、透鏡
透鏡確定測溫儀的被測點，對大面積的物體來說，一般帶有固定焦距的測溫儀足夠可以。但在測量距離遠離聚焦點時，測量點邊緣的圖像將不清楚。為此，采用變焦鏡更好，在所給予的變焦范圍內，測溫儀可調整測量距離，最新的測溫儀帶有變焦的可替換鏡頭，近透鏡和遠透鏡可不需校準復檢進行更換。
溫度是與波長成反比的。在低物體溫度時，對長波光譜區域敏感的傳感器（熱膜傳感器或熱電傳感器）是很合適的，在高溫度時，將用對短波敏感受的，由鍺，硅，銦-鎵等組成的光電傳感器。
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