溫度記錄儀的工作原理
1.溫度感知
熱電偶:利用兩種不同金屬導(dǎo)體的 “塞貝克效應(yīng)”—— 當(dāng)兩種金屬的接點(diǎn)處溫度變化時(shí),會(huì)產(chǎn)生與溫度差相關(guān)的熱電勢(shì),通過(guò)測(cè)量電勢(shì)差可計(jì)算溫度。適用于高溫環(huán)境(如工業(yè)爐)。
熱電阻:基于金屬電阻隨溫度變化的特性(正溫度系數(shù)),例如鉑電阻(Pt100)在 0℃時(shí)電阻為 100Ω,溫度升高時(shí)電阻增大,通過(guò)測(cè)量電阻值可反推溫度。精度較高,適用于中低溫場(chǎng)景。
熱敏電阻:半導(dǎo)體材料制成,電阻隨溫度變化劇烈(負(fù)溫度系數(shù)為主),響應(yīng)速度快,但線性度較差,常用于常溫環(huán)境(如家電、小型設(shè)備)。
數(shù)字傳感器:內(nèi)置集成電路,可直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)(無(wú)需額外 AD 轉(zhuǎn)換),使用簡(jiǎn)便,適合低成本、小型化記錄儀。
2.信號(hào)處理
信號(hào)放大:通過(guò)運(yùn)算放大器將微弱信號(hào)放大,便于后續(xù)處理。
濾波:使用 RC 濾波器或數(shù)字濾波算法,去除環(huán)境電磁干擾(如高頻噪聲),使信號(hào)更穩(wěn)定。
A/D 轉(zhuǎn)換(模數(shù)轉(zhuǎn)換):對(duì)于模擬傳感器(如熱電偶、熱電阻),需通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為離散的數(shù)字信號(hào)(二進(jìn)制數(shù)據(jù)),供微處理器識(shí)別。
3.數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)
數(shù)據(jù)計(jì)算:接收 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào),結(jié)合傳感器的校準(zhǔn)參數(shù),計(jì)算出實(shí)際溫度值(單位:℃或℉)。
定時(shí)采樣:根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣間隔(如 1 分鐘/次、10 秒/次),控制傳感器定期采集溫度,避免數(shù)據(jù)冗余或遺漏。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ):將計(jì)算后的溫度數(shù)據(jù)按時(shí)間戳(年/月/日/時(shí)/分)存儲(chǔ)到內(nèi)置存儲(chǔ)器中。