人类通过视觉、听觉、味觉、触觉和嗅觉等来感知世界。触觉包括力触觉、纹理触觉和温度触觉等。力触觉和纹理触觉在国内外被广泛研究并已设计出许多力触觉复现装置。温度触觉作为力触觉和纹理触觉的一种辅助感觉,早期经常与力触觉、纹理触觉结合在一起研究。随着科技的进步,力触觉和纹理触觉复现已不能满足新时代虚拟现实的要求,为进一步提高虚拟现实场景的真实感与沉浸感,温度触觉越来越受到关注和重视。国外在温度触觉的理论和实践上研究都较早,相继研制出一些带有温度触觉复现功能的多觉复现装置,相对而言国内在温度触觉方面的相关研究很少。　　 本文首先对手指接触不同热属性物体时手指表面温度变化的理论模型进行理论分析,并对半导体制冷器的最大升降温速率以及各种温度传感器的温度响应速率进行测试。在理论和实践的基础上研制了一台单热源温度触觉复现装置,该装置使用ARM核心板作为装置的核心控制器件,采用分段PID算法对半导体制冷器输出温度进行闭环控制,设计具有高温度响应速率的红外温度传感电路快速检测半导体制冷器表面温度。而后,对该装置的性能参数进行测试,并基于所设计的单热源温度复现装置构建了温度触觉实验平台。为研究人的记忆特性对温度触觉的影响,设计了不同周期温度三角波识别实验。为研究手指是否能通过本装置来区分不同热属性的物体,设计了热属性识别实验并对实验结果进行分析。测试和实验结果表明,该温度复现装置最大升温速率优于10℃／s,最大降温速率优于-5℃／s。在此最大升降温速率范围内可在半导体制冷器表面产生任意温度波形的表面温度信号。该装置可用于复现铝、玻璃和泡沫等不同热属性物体的温度曲线,可用于温度触觉研究及其他表面温度需要快速变化的场合,并为研制多热源温度复现装置提供了一种较好的技术手段。