Die für die radiometrische Kalibrierung von Thermografiekameras verwendete Messtechnik basiert ganz wesentlich auf großflächigen Temperaturstrahlern mit bekannter Strahlungstemperatur. Die zeitliche Stabilität und räumliche Homogenität dieser Strahler, die als Hohlraum- oder Flächenstrahler realisiert werden, bestimmen wesentlich die erreichbare Genauigkeit und den zeitlichen Aufwand des Kalibrierprozesses.
Mit der Datenreferenzmethode wurde in dieser Arbeit ein Verfahren vorgestellt, das es ermöglicht, Thermografiekameras auch an inhomogenen Strahlungsquellen zu kalibrieren, so dass die Anforderungen an den verwendeten Kalibrierstrahler deutlich geringer sind, ohne dass sich dadurch die erreichbare Unsicherheit der Kalibrierung damit verschlechtert.
Ziel dieser Arbeit war eine umfassende quantitative Untersuchung und Weiterentwicklung der Datenreferenzmethode bezüglich der damit erreichbaren Kalibrierunsicherheit von Thermografiekameras. Zunächst wurden der Einfluss der Positionierungenauigkeit und der Nichtlinearität der Kamerakennlinie auf das Ergebnis der DRM untersucht. Im nächsten Schritt wurden die wichtigsten Störgrößen, nämlich das statistische zeitliche Rauschen und die systematische zeitliche Drift der Temperaturmesswerte während der DRM identifiziert. Dabei wurde quantitativ untersucht, wie sich diese Störgrößen auf das Ergebnis der DRM auswirken. Diese Auswirkungen wurden mit Hilfe von Simulationen nachvollzogen, sodass eine Abschätzung des Unsicherheitsbeitrages möglich war. Dazu wurden Modelle zur Fehlerfortpflanzung für die auf die verschiedenen Kameratypen angepassten Ungleichförmigkeitskorrekturen entwickelt.
Die vorangegangenen theoretischen Betrachtungen zum quantitativen Einfluss von Störgrößen und zur Reduzierung des Einflusses dieser Störgrößen auf die DRM wurden sowohl an gekühlten als auch an nicht-gekühlten IR-Kamerasystemen unter Realbedingungen untersucht. Die entwickelten Methoden haben zu einer deutlichen Verbesserung der Korrektur der Ungleichförmigkeit von IR-Kameras geführt.
Die DRM wurden zur Bestimmung der Homogenität sowohl der Strahlungstemperatur als auch der Strahldichte in unterschiedlichen Spektralbereichen und an verschiedenen Referenzstrahlungsquellen angewendet und ihre Eignung als schnelle und effektive Methode zur Bestimmung der Homogenität von Strahlungsquellen wurde belegt.