温度记录仪的工作原理
1.温度感知
热电偶:利用两种不同金属导体的 “塞贝克效应”—— 当两种金属的接点处温度变化时,会产生与温度差相关的热电势,通过测量电势差可计算温度。适用于高温环境(如工业炉)。
热电阻:基于金属电阻随温度变化的特性(正温度系数),例如铂电阻(Pt100)在 0℃时电阻为 100Ω,温度升高时电阻增大,通过测量电阻值可反推温度。精度较高,适用于中低温场景。
热敏电阻:半导体材料制成,电阻随温度变化剧烈(负温度系数为主),响应速度快,但线性度较差,常用于常温环境(如家电、小型设备)。
数字传感器:内置集成电路,可直接输出数字温度信号(无需额外 AD 转换),使用简便,适合低成本、小型化记录仪。
2.信号处理
信号放大:通过运算放大器将微弱信号放大,便于后续处理。
滤波:使用 RC 滤波器或数字滤波算法,去除环境电磁干扰(如高频噪声),使信号更稳定。
A/D 转换(模数转换):对于模拟传感器(如热电偶、热电阻),需通过 A/D 转换器将连续的模拟电信号转化为离散的数字信号(二进制数据),供微处理器识别。
3.数据采集与存储
数据计算:接收 A/D 转换后的数字信号,结合传感器的校准参数,计算出实际温度值(单位:℃或℉)。
定时采样:根据预设的采样间隔(如 1 分钟/次、10 秒/次),控制传感器定期采集温度,避免数据冗余或遗漏。
数据存储:将计算后的温度数据按时间戳(年/月/日/时/分)存储到内置存储器中。