温度数据记录-选择适当的数据采集系统

温度数据记录器如何选择合适的数据采集系统

温度测量有很多种方法。最简单的方法是将温度探头插入被测器件（DUT）来测量该时间点的温度。想要实现更多功能，该怎么办？

• 想在被测器件中的多处位置进行温度测量，该如何实现？
• 如果您想定期测量温度，例如连续 10 小时每分钟进行一次测量，那么该如何实现？
• 如果您想要达到 0.05°C 的温度测量精度，该如何实现？
• 如果您想设置报警系统，在温差超过特定阈值时触发报警，该如何实现？
• 如果您想在测量温度的同时进行电压、电流或电阻测量，该如何实现？
• 如果您想配置测量装置，并在无需复杂编程的前提下自动执行所有测试，那么该如何实现？

什么是温度数据记录仪？

按照维基百科的定义，“温度数据记录仪，也称温度监测器，是一种便携式测量仪器，能够自动记录一段时间内的温度。记录的数字数据可以检索、查看和评估。” 然而，并非所有的温度数据记录仪都能满足上述六个问题中提出的全部要求。您不需要降低要求，或是承担错过项目截止日期的风险。对于您来说，DAQ（数据采集）系统也许是一个新概念。DAQ 使用一系列采样信号来测量真实的物理条件（如温度、压力或电流），然后利用 ADC（模数转换）系统将这些模拟信号转换为数字信号。您可以使用计算机来分析这些数据，从而解决您正在研究的问题。那么，怎样选择合适的 DAQ 进行温度数据记录？

测量多个位置的温度

在多个位置进行温度测量很常见，尤其是在监测几个关键位置之间的温度变化时。例如，在产品开发过程中，工程师需要表征产品性能并监控关键元器件的温度。如果电子元器件超出技术指标要求，其可靠性和运行性能会受到影响。通常，DAQ 仪器具有带多个温度输入通道的多路复用器模块。例如，一个模块上可能有 40 个温度输入通道，如果这样的 DAQ 最多可容纳 3 个模块插槽，那么您就可以同时测量最多 120 个温度点。考虑到这种多功能性，即使您当前的项目不需要它，您还可以随时进行扩展，以满足未来的需要。

按照指定间隔进行温度测量

在进行温度数据记录时，灵活地设置两次扫描之间的间隔时间非常实用。您可能希望能够以秒、分钟甚至小时为单位来设置时间间隔（见图 2）。现代 DAQ 仪器有一个实用功能，即能够记录数据并将其直接保存到 U 盘。存储的数据可进行回放以便后期分析。图 3 所示为 DAQ 仪器上的“将记录保存到 U 盘”设置示例，保存的文件可以导出到 Excel 进行后期分析。

执行高精度温度测量

某些 DAQ 系统可以支持多种类型的温度传感器。最常见的类型有热电偶、电阻温度检测器（RTD）和热敏电阻。某些 DAQ 可以支持全部类型，具有低至 0.05°C 的高分辨率（具体取决于所用传感器的精度）。如果您需要非常高的精度，请选择 RTD 传感器。RTD 具有 4 线测量功能，可消除长电缆导致的误差。RTD 是所有传感器中最稳定的类型，但它的价格也最高。大多数工程师只需要 0.1-0.5°C 的精度，因此倾向于选择热电偶或热敏电阻传感器。图 4 所示的 DAQ 不仅显示数值温度，还显示实时统计数据，因此您可以看到温度随时间变化的情况。

设置报警，在温度发生变化时触发

某些 DAQ 系统具有报警设置。您可以设置触发报警的上下限值。您也可以设置 TTL 数字逻辑报警输出，以触发外部报警灯、警报器或控制系统，以便在触发警报后采取纠正措施。

配置您的测试装置，并在无需编程的前提下自动执行测试

如果要配置 120 个通道以便使用指定类型的传感器测量温度，而设置每个通道需要 30 秒钟，那会怎样呢？完成通道配置需要一个小时。某些 DAQ 系统还需要外部信号调理、软件驱动程序，等等。所有这些要求汇总起来，所需的人工操作会增加出错风险。有些 DAQ 允许您配置少量的几个通道，然后将这些配置复制到其他类似的通道。这样可为您节省大量时间。根据上面这个要配置 120 个通道的例子，您会花上大约一个小时的设置时间。通过复制配置，可能只需 5 分钟就能完成。许多 DAQ 系统需要进行文本编程来自动化执行测试。 您需要具有编程经验才能理解所有的输入和输出通道、驱动程序设置、信号调理操作、非线性传感器校正和测试序列程序，并最终以正确的格式生成结果。某些新的 DAQ 系统可以配置输入，并且无需外部信号调理或误差校正设置。它们还允许直接在前面板上完成扫描程序和图形输出设置，无需经过任何编程。

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