水温降低到0℃附近，将由液态变成固态，流动的河水将产生水内冰（又称流冰或流冰花）。在冰形成的过程中，水温的变化很小，且其变化梯度（单位时间水温的变化量）遵循着特殊规律，因此需要高精度、带自动记录的水温测试仪表。笔者研制的NRG1A精密水温记录仪，其分辨率可达0.001℃，采用电位差计作为自记仪器，自动记录水温的微小变化过程，其记录精度为0.01℃，可以满足生产和科研部门的需要。
工作原理
NRG1A精密水温记录仪由探头。信号处理、温度显示器、温度记录、电源5部分组成。
l．探头
探头置于水中要求体积越小越好；为便于信号的传送，要求输出电阻大于1MΩ，确保传输线大于1km不致影响其测量精度；要有良好的线性关系曲线，以防止测量范围内的非线性失真；探头的温度—电参数转换精度要高。
本仪器选用温敏元件AD590I及有关元件组成探头。AD590I是电流型温度传感器，在工作电压4～30V内，能提供1μA／k的恒定电流；电流是随温度的变化而变化，电源电压对电流的影响甚微；生产厂家在生产过程中逐个进行293.2k校准，线性度较好，精度很高；它的使用范围在-55℃～＋150℃，现只用gf－2℃～＋20℃之间，所以其精度和线性度更有保证。
2．信号处理部分
工作原理见图1，探头与仪器的连线采用屏蔽线，可远传1km而不会影响测量精度，为提高测量的稳定性，屏蔽线的一端接地，并在仪器内再加滤波网络。取样电压由R1，R2，RP1组成的电路中取出（显示及记录的输入内阻远大于1MΩ，所以对来样电路影响很小）。R1，R2，RP1的等效电阻应为10kΩ，精度要求越高越好，电阻用金属膜电阻，为了确保调试精度，RP1用10圈电位器。
为实现绝对温标和摄氏温标的转换，UP5045的低电位输入端接2.732V。这样，UP5045两输入端就得到了以摄氏温度相应的电位差信号。为确保2.732V有较高的精度和稳定性，使用高精度的稳压源LM336-5。经LM336－5稳压后，在B点得到精密的5.000V的电压，经过电阻R4、RP3、R5组成的电路后，在C点得到2.732V的高精度电压，为保证精度，RP3采用多圈电位器。这样UP5045就得到了10mV／℃的电压信号，经过UP5045的电路对信号的处理，就可直接读出摄氏温度值，最小读数为0.001℃。显示范围为-19.999℃～＋19.999℃。这里只用-2℃～＋19.999℃。
A 点的电压信号另外送到自记电路的Rll上。VT3、VT4接成射随器以提高输入电阻，防止因放大器影响A点电压（这里输入电阻远大于1MΩ）。放大器的输出端接在XWCL－100的高电位输入端，XWCL－100的低电位端接在一个可调电压源，以便能在自记范围内记录水温差。D点电位是由B点高精密稳压源提供，并且受到RP4，RP5的控制。RP5是粗调电位器，RP4是细调电位器，D点电位同样经过VT1、VT2放大后，在射极输出，送往XWCL－100的低电位输入端，从而实现电位差的记录。
3.温度显示器
该部分要求能真实显示来自信号处理部分的电压信号（即反映温度的电压信号），显示精度在0.001℃；自身的温度稳定性要求要高；记录范围-2℃～＋20℃。
显示器是4位半精密电压表UP5045，集电压的采样、模一数转换、译码、驱动及显示于一身，用来直接显示所测的水温，最小显示值0.001℃。在本仪器中用来显示测量水温的瞬时值，显示范围在-19.999℃～＋19.999℃。
4．温度记录部分
要求记录的曲线清晰，与温度有着良好的线性关系。最小应能读至0.01℃，估读至0.005℃。记录部分是由XWCJ－100型电位差计完成水温的记录任务，它是一种定型产品。被测值（电动势信号）通过滤波单元进入仪表的测量电路。经过放大器放大后驱动可逆电机，带动指针和记录笔运动，记录下被测参数的值。它的输入端与信号处理部分的输出端连接，用于记录被测信号（水温）的大小。
5.电源
由于要求仪器有较高的灵敏度，所以对电源要求也较高，电源电路见图2，为提高探头的供电电压质量，采用独立供电方式，并且探头供电电源采用精密稳压源LM336－5和稳压集成电路7806，两组电源均采用两套π型滤波，直流电压相当稳定，杂波成分很少。llV为测温探头电路供电，9V为显示电路供电。
整机电器参数附表。
使用
1．先打开NRG1A电源开关，指示灯发光，打开电位差计的电源开关，5分钟后便可投入正式工作。
2.根据显示温度，调整“粗调”旋或使电位差计记录笔落在适当的位置。然后调整“细调”旋钮使笔准确地落在记录纸的整格上，并注记当时显示的温度及当时的时间。
3.打开电位差计的“记录”钮，记录走时开始。至此整个温度仪系统处于工作状态。
4．根据初始及终了温度（显示的值）及记录纸上水温差的记录过程，可推求任何时间的温度。
5.为确保摘录的精度，记录纸最大记录范围为l℃（这时可直读0.01℃，估读0.005℃），所以要注意及时调整笔的起始位置。(张广海 崔传杰 闫永新 郭立新)