什么是数字温度计？数字温度计的工作原理、作用和类型

数字温度计是一种广泛使用的温度测量设备，它对过去的传统液体温度计进行了显著改进和更新。

经典的液体水银温度计是在十七、十八世纪临床科学领域的发展中普及的，直到 1930 年代商业上可行的热敏电阻发明之前，它作为我们的首选温度读取设备基本保持不变。到那个时候，基本热成像核心元素已经被广泛理解了好几百年 -如果包括古希腊学者早期观察时使用的原始水管和气体，可以说是好几千年。

然而，现代数字温度计和探头使用不同的热成像原理（尽管有相关性）。它们相比于旧的液体玻璃版本带来了许多关键优势，使数字温度计更加适用于21世纪各种行业和应用的各种用途。

在本指南中，我们将探讨数字温度计的工作原理、它们适用的环境以及如今市场上供家庭和工作场所使用的许多不同品种。

现代数字温度计传感器有各种不同类型，其中常见的是一种称为“热电阻温度计”（RTD）的类型。这种温度计的工作原理是金属的电阻随温度变化而改变。

其他数字温度计传感器类型包括热电偶和热敏电阻器 - 它们都可以立即识别为带探头的数字温度计的变体，尽管每种类型都依赖于相关但不同的热力学定律进行操作。

RTD感应元件实质上是热敏电阻器的一个子类型。它们包括由各种类型的合适金属制成的电极，采用探针式尖端，每个电极都具有稳定、可重复和可测量的电阻与温度关系。

当来自电源（现代便携设备中通常是简单电池）的电压通过这些电极时，它遇到的电阻会受到金属的温冷程度的影响。

通过测量特定金属电极之间产生的电流（通常是铂，但铜或镍也可行，尽管用途不那么广泛），板载芯片可以将这个值转换为元件上精确温度的极其准确的读数，并以数字形式显示在屏幕上。这通常安装在工具本身的机身上，如大多数液晶数字温度计所示。

对于数字温度计来说，重要的是选择适合当前任务的合适产品。虽然一些品牌和设计用于多用途探头，但某些数字温度计配置专门用于测量食品温度，例如，另一些品种可能专门用于在临床环境中测量体温读数。

数字温度计在各行业和领域中的常见用途包括：

确保烹饪彻底均匀，食品探头温度计需要准确，并且能够快速重复地在食品生产或准备过程中的多个不同区域提供温度读数。它们必须具有卫生性，并且易于在使用之间进行消毒，以防止细菌积聚或传播，并且通常包括色彩编码选项以帮助实现这一点。

大多数食品探头数字温度计将被设计为直接插入所涉及的食品项目中，尽管与许多模拟温度计不同，它们很少被设计为在烹饪过程中留在食品中。不同类型的温度计可能更适合固体、液体或冷冻食品。

其他类型的食品探头温度计包括“包装间“探针（专门设计用于在堆叠的食品板条箱或包装箱之间滑动）和空气探针（用于读取冷藏区的环境温度）。

为工业用途而设计的产品往往具有更坚固的结构，适用于各种可能具有挑战性或危险环境。这些产品可与多种不同类型的探头（包括热敏电阻和热电偶）配合使用，并且通常包括额外功能，如倒计时器、橡胶外壳、背光显示和防爆材料结构。

工业数字温度计的常见应用包括HACCP环境、热量和热水系统测试、空调和通风、制冷、制造以及有机或氧化表面的测量。

HVAC和中央供暖应用是工业和工程环境中常见的应用之一，数字温度计通常被广泛使用。HVAC数字温度计通常用于测量空气、水、铜管和制冷剂的温度，必须极其精确，因为一度的温度变化可能导致不符合规定或设备损坏。

工业数字温度计的常见应用包括HACCP环境、热水系统测试、空调和通风、制冷、制造业，以及有机或氧化表面的测量。

在HVAC应用中，理想的选择可能包括额外功能，如附加磁铁、延长或远程传感器探针，甚至红外传感器，用于无法轻易接触的区域。

科学数字温度计在各种实验室测试、实验或产品研发中扮演着极其重要的角色。

例如，它们可能是培养箱设置的重要组成部分，或者在产品安全测试过程中，对大范围温度的快速和超精确读数至关重要。在临床试验中，它们经常需要完全符合IP等级，以便在水浴、加热块和培养箱中使用，或者能够在记录数据的同时长时间无人值守地运行。

各种类型的科学数字温度计可能包括特殊功能，如最高和最低温度记录、车载警报系统、多重读数显示或特别坚固的耐化学性和耐酸性。

医用数字体温计通常需要非常卫生并且易于清洁消毒，这是显而易见的原因。它们通常相对便携，因为经常需要从一个地点携带到另一个地点使用，同时准确性和读数速度通常至关重要。

许多医用数字体温计包括混合探头类型，这使它们可以用于除了标准口腔数字体温计类型之外的各种不同体温测量方法。这些探头通常可以拆卸和更换，以提高卫生水平并方便清洁。

手持式数字体温计 - 特别是那些用于医疗领域的 - 通常展示轻巧的人体工程学设计，以便全天重复使用，并且通常具有如脉搏和呼吸计时器等额外功能。一些医疗需求也非常适合使用红外线数字体温计，用于无接触和非入侵式应用。

汽车数字温度计是越来越常见的配件，用于读取车辆内部和外部各个组件或区域的温度。这可能包括空调系统的运行温度，或者恶劣天气中的外部环境温度。

车载数字温度计通常配有用于车外的全天候传感器，可由内置电池或汽车中控台上的 12V 插座供电。

顾名思义，差分数字温度计是一种专门设计用于使用两个探头同时测量两个区域、组件或表面温度差异的产品。

这在一系列HVAC和其他工程或工业应用中通常非常有用，比如在供暖系统中进行散热器平衡，有时可能配有各种额外组件，比如振荡器、锁相放大器或热量计，以增加功能范围。差分温度计通常用于K型热电偶传感器。

某些设计的数字温度计是专门设计成壁挂式的，主要是为了节省空间并在免提使用时方便阅读。这种类型更适合于测量环境温度的环境读数，尽管高精度的探头型配置也可用作壁挂式数字温度计，用于HACCP自我监测应用。

这些设备通常在探头和显示屏之间提供更长的布线，以便在距离读数模块较远的地方对液体、空气、冷藏食品和半固体进行温度监测。

无线数字温度计在监测和记录更大范围内的精确温度时，或在多人工作团队之间使用分布在更大范围内的众多温度测量设备时，可以发挥强大的作用。

对于工业和工地用途，许多无线温度测量设置采用模块化、多手持机配置，能够远程通信，以获取温度变化的整体情况，同时将数据反馈给中央记录和处理单元，以快速方便地整理结果。

在家庭使用中，无线或蓝牙数字温度计可远程监控食品温度、车载组件、天气状况等，通常还可将收集到的数据发回智能手机、平板电脑、个人电脑或其他远程查看设备，从而提供更多的便利和安全性。