结构热试验技术是为解决飞行器跨越声速后出现的热障问题而发展起来的一种地面模拟试验技术，它通过地面模拟试验的方法，通过在热试验中实时获取高温环境下的温度、热流、位移、应变、载荷等参数，研究飞行器结构在热环境和力学环境作用下的承载能力和热学特性。其中，温度的测量和控制是结构热试验中至关重要的组成部分。在传统的测试方法中，对表面温度的测量一般采用接触式测温方式——热电偶测温，即把温度传感器安装在试验件表面测温位置，通过补偿线连接到计算机采集系统进行温度数据采集。热电偶测温准确、灵敏度高、寿命长，但也有明显的局限：使用温度受限制（常用的K型热电偶最高使用温度1200℃，钨铼热电偶热能测到2000℃，且在高温状态下易氧化），另外对于非金属表面，采用粘贴式传感器测温，传感器存在脱落的风险。同时，如果试验中的热电偶过多，也会导致热场的改变，可能会背离试验设计的初衷。
近年来，随着新型飞行器飞行马赫数的提高、机动性的增强，飞行器结构所承受的热、力载荷越来越严酷，对地面静、热强度试验提出了更高的要求，相应的，高温环境下温度的测试技术需要有长足的发展才能满足飞行器热强度考核的要求，而传统的热电偶接触式的测温方法已不能满足高温发展的需要，函需解决此问题。
红外测温也叫辐射测温，它是利用物体热辐射来快速、有效测量物体表面温度，是目前应用较为广泛的非接触测温技术，解决了许多常规测温方法不能解决的测温难题。本文将红外点温仪应用于热试验的测量和控制，解决了传统接触式热电偶温度测量和控制难题。
1、红外点温仪的工作原理
红外测温技术的原理是基于自然界中一切温度高于绝对零度的物体，每时每刻都辐射出红外线，同时这种红外线辐射都载有物体的特征信息，这就为利用红外技术判别各种被测目标的温度高低和热分布场提供了客观基础。物体表现热力学温度的变化，使物体发热功率发生相应变化，其产生的热量在发出红外辐射的同时，还在周围形成一定的表面温度分布场。这种温度分布场取决于材料的热物理性，也就是物体内部的热扩散和物体表面温度与外界温度的热交换。
红外点温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由点温仪的光学零件以及位置决定。红外能量聚焦在光电探测仪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按照仪器内部的算法计算和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。除此之外，还应考虑目标和点温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。
一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。
红外点温仪用来测量物体表面温度，测温仪的光学元件发射的、反射的以及透过的能量会聚到探测器上，点温仪的电子元件将此信息转换成温度读数并显示在点温仪的显示面板上。红外点温仪显示的温度常称为目标的亮度温度，与物体真实温度有些差别，因为物体发射率对辐射测温有一定的影响，自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在0到1之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。
2、热结构试验介绍
热试验系统如图1所示。
