温度测量中的信号调理和传输
温度测量传感器产生的输出信号需要经过调理，才能转换成可用于进一步处理的形式。虽然调理对测量精度至关重要，但精度还取决于传感器结构和信号传输等因素。传感器件金属中的杂质会导致温度梯度，从而引入误差，传输距离也会影响信号质量。此外，测量传感器的属性以及用于传输的方法会对信号的特性产生影响。
温度测量中的信号调理和传输
温度传感器器件的非线性
大多数温度传感器件都表现出一定程度的非线性。每种器件都有不同的工作模式和独特的信号调理要求。热电偶的工作原理是塞贝克效应，当两种不同的金属一端连接在一起，另一端保持开路时，就会在开路上产生电压。电压是金属结点和金属上测量点之间温差的直接函数。塞贝克电压取决于热电偶的组成。输出与温度测量呈非线性关系，每种热电偶都有其独特的非线性。此外，校准曲线表明热电偶的非线性会导致更宽温度范围内的误差增加。
RTD由铜或铂等金属制成，其电阻随着温度的升高而增加。它们可以是线绕的或薄膜的。线绕RTD由缠绕在圆柱形陶瓷或玻璃绝缘体上的导线组成。薄膜传感器有一层涂在陶瓷绝缘体上的材料薄膜，该薄膜经过微调，直到电阻值达到最佳值。RTD的电阻-温度曲线是非线性的。在测量范围较窄的情况下，非线性可能被忽略。在0至1000°C的范围内，RTD的精度为0.5至1°C。
热敏电阻由金属氧化物制成，可能具有负温度系数或正温度系数。负温度系数热敏电阻的电阻随着温度的升高而非线性降低，而正温度系数热敏电阻的电阻随着温度的升高而线性增加。热敏电阻对温度变化的灵敏度和信号响应比热电偶或RTD高得多，因此能够实现更高的精度。然而，热敏电阻的工作温度范围要窄得多。
红外温度传感器通过将物体发出的红外辐射量聚焦到传感器上来测量温度，传感器将其转换为电信号。一个物体发出的红外能量与它的温度成正比。由于传感器不与被测过程接触，因此红外传感器适用于其他类型传感器无法工作的极高温度应用，或移动过程，如在传送带上烹饪食物。
USB红外温度传感器
模拟传输使用随振幅变化的连续信号来传递信息。它最常用于标准过程信号，如4至20 mA、0至10V和0至1V。4至20 mA范围是最常用的，因为它可以传输最远的距离而不会退化，并且相对不受外部噪声信号的影响。它经常被用作温度传感器输出的过程变量。一旦变送器接收到传感器的本地输出，它就会根据特定类型传感器的校准曲线对信号进行线性化。然后，它将线性化电压转换为4至20 mA的电流信号。该信号然后可以由记录设备或控制器进一步处理。热电偶和RTD产生易受干扰的低毫伏信号。4至20 mA信号更加稳定，能够长距离传输，不受噪声干扰。此外，使用4 mA变量作为最低值，便于区分变送器故障和合法信号。
以太网是另一种形式的差分高速串行传输，支持高达1gb/秒的传输。它通常需要一个专用控制器，广泛用于工业、商业和家庭应用，是当今互联网通信的基础。使用不同的编码方案来允许实际测量信息在机器之间传输，或者在某些情况下使用互联网基础设施在全球范围内传输。TCP/IP是以太网系统中广泛使用的一种协议，它提供两个设备之间的可靠数据传输，并且以太网连接支持多种加密机制，以确保数据安全。
结论
非线性温度检测器件要求对信号进行线性化和误差补偿。此外，热电偶和RTD的低毫伏输出必须通过放大来补偿。信号的准确性也取决于传输。将传感器输出转换为4至20 mA的过程输出可提供更稳定的信号，能够长距离传输，几乎不受干扰。数字和以太网传输提供了更长距离和更高速率的信号传
