温度变送器的核心功能在于建立温度场与标准电信号的映射关系。本文基于IEC 60751（铂电阻）和IEC 60584（热电偶）国际标准，解析其物理量转换的完整技术路径。

一、温度敏感元件选型机制

接触式传感器分类

金属电阻型：Pt100铂电阻温度系数α=0.00385Ω/Ω/℃（符合DIN 43760）

热电效应型：K型热电偶在0-1200℃区间产生12-48.838mV热电势

半导体型：热敏电阻NTC 10kΩ在25℃时β值≥3450K

非接触式红外探测器

热电堆传感器响应波长8-14μm（对应物体辐射峰值波段）

光学系统配置硅透镜（透射率≥92%@10.6μm）

二、初级信号采集电路

电阻式信号处理

采用四线制测量法消除引线电阻误差（惠斯通电桥精度±0.05%）

恒流源供电配置：1mA激励电流（Pt100自热效应＜0.05℃）

热电势放大电路

仪表放大器CMRR≥120dB（AD623芯片典型值）

冷端补偿电路：集成Pt1000测量环境温度（补偿误差≤±0.5℃）

三、信号线性化处理

分段拟合算法

Pt100在-200~850℃范围内划分10段三次多项式拟合

残差控制：全量程线性度误差≤±0.1%FS

数字补偿技术

24位ADC采集（ADS1248芯片INL±2ppm）

存储查表法：EEPROM预存1000点校准参数

四、信号标准化输出

模拟量转换

4-20mA输出模块：XTR115芯片压摆率0.01%/V

HART协议叠加：1200/2200Hz FSK调制（符合Bell 202标准）

数字通讯接口

Foundation Fieldbus架构：31.25kbit/s曼彻斯特编码

PROFIBUS PA协议：符合IEC 61158-2物理层规范