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數據記錄儀和傳感器一起配合工作，將待測的物理量和激勵信號轉換成電信號，如電壓和電流。之后這些電信號再被轉換或數字化為二進制數據。二進制數據是非常易于進行軟件分析并存儲到PC的硬盤或其他存儲介質當中的，比如存儲卡和CD光盤。

每個數據記錄儀都必須包含的一些組件：用以對記錄信號進行數字化的硬件設備，包括傳感器、信號調理設備和模數轉換硬件。長期數據存儲設備，一般為PC數據記錄軟件，用以進行數據采集、分析和表示記錄儀是將一個或多個變量隨時間或另一變量變化的過程轉換為可識別和讀取的信號的儀器。它能保存所記錄的信號變化以便分析處理。記錄儀的最大特點是能自動記錄周期性或非周期性多路信號的慢變化過程和瞬態電平變化過程。

根據輸入輸出信號的種類，記錄儀可分為模-數、數-模、模-模、數-數等形式， 它們的主體電路根據輸出形式的不同而有所區別。當輸出為數字信號時，其主要電路是能存儲數字信息的存儲器電路，它能隨時將數字信號送給磁帶機、穿孔機或其他設備，或經適當變換用示波器觀察模擬波形，如數字存儲器和波形存儲器。當輸出為模擬信號時，記錄儀主體電路是沒有存儲功能的模擬放大驅動電路，必須立即用適當記錄裝置和方法將信號記錄到紙、感光膠片或磁帶上，才能保存信息，便于進一步分析處理，如各種筆錄儀、光線記錄器、繪圖儀、磁帶記錄儀等。模擬式電路主要有兩種類型，即直接放大驅動型，如筆錄儀和自動平衡型，如繪圖儀或X-Y記錄儀。

記錄儀的主要技術指標為工作頻率、輸入信號動態范圍、記錄線性度、分辨度、失真度、響應時間、走紙準確度和穩定度。對用作計算機外圍設備的磁帶機還需要有復雜的電路和機構。