溫度測量中的信號調理和傳輸
溫度測量傳感器產生的輸出信號需要經過調理，才能轉換成可用于進一步處理的形式。雖然調理對測量精度至關重要，但精度還取決于傳感器結構和信號傳輸等因素。傳感器件金屬中的雜質會導致溫度梯度，從而引入誤差，傳輸距離也會影響信號質量。此外，測量傳感器的屬性以及用于傳輸的方法會對信號的特性產生影響。
溫度測量中的信號調理和傳輸
溫度傳感器器件的非線性
大多數溫度傳感器件都表現出一定程度的非線性。每種器件都有不同的工作模式和獨特的信號調理要求。熱電偶的工作原理是塞貝克效應，當兩種不同的金屬一端連接在一起，另一端保持開路時，就會在開路上產生電壓。電壓是金屬結點和金屬上測量點之間溫差的直接函數。塞貝克電壓取決于熱電偶的組成。輸出與溫度測量呈非線性關系，每種熱電偶都有其獨特的非線性。此外，校準曲線表明熱電偶的非線性會導致更寬溫度范圍內的誤差增加。
RTD由銅或鉑等金屬制成，其電阻隨著溫度的升高而增加。它們可以是線繞的或薄膜的。線繞RTD由纏繞在圓柱形陶瓷或玻璃絕緣體上的導線組成。薄膜傳感器有一層涂在陶瓷絕緣體上的材料薄膜，該薄膜經過微調，直到電阻值達到最佳值。RTD的電阻-溫度曲線是非線性的。在測量范圍較窄的情況下，非線性可能被忽略。在0至1000°C的范圍內，RTD的精度為0.5至1°C。
熱敏電阻由金屬氧化物制成，可能具有負溫度系數或正溫度系數。負溫度系數熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高而非線性降低，而正溫度系數熱敏電阻的電阻隨著溫度的升高而線性增加。熱敏電阻對溫度變化的靈敏度和信號響應比熱電偶或RTD高得多，因此能夠實現更高的精度。然而，熱敏電阻的工作溫度范圍要窄得多。
紅外溫度傳感器通過將物體發出的紅外輻射量聚焦到傳感器上來測量溫度，傳感器將其轉換為電信號。一個物體發出的紅外能量與它的溫度成正比。由于傳感器不與被測過程接觸，因此紅外傳感器適用于其他類型傳感器無法工作的極高溫度應用，或移動過程，如在傳送帶上烹飪食物。
USB紅外溫度傳感器
模擬傳輸使用隨振幅變化的連續信號來傳遞信息。它最常用于標準過程信號，如4至20 mA、0至10V和0至1V。4至20 mA范圍是最常用的，因為它可以傳輸最遠的距離而不會退化，并且相對不受外部噪聲信號的影響。它經常被用作溫度傳感器輸出的過程變量。一旦變送器接收到傳感器的本地輸出，它就會根據特定類型傳感器的校準曲線對信號進行線性化。然后，它將線性化電壓轉換為4至20 mA的電流信號。該信號然后可以由記錄設備或控制器進一步處理。熱電偶和RTD產生易受干擾的低毫伏信號。4至20 mA信號更加穩定，能夠長距離傳輸，不受噪聲干擾。此外，使用4 mA變量作為最低值，便于區分變送器故障和合法信號。
以太網是另一種形式的差分高速串行傳輸，支持高達1gb/秒的傳輸。它通常需要一個專用控制器，廣泛用于工業、商業和家庭應用，是當今互聯網通信的基礎。使用不同的編碼方案來允許實際測量信息在機器之間傳輸，或者在某些情況下使用互聯網基礎設施在全球范圍內傳輸。TCP/IP是以太網系統中廣泛使用的一種協議，它提供兩個設備之間的可靠數據傳輸，并且以太網連接支持多種加密機制，以確保數據安全。
結論
非線性溫度檢測器件要求對信號進行線性化和誤差補償。此外，熱電偶和RTD的低毫伏輸出必須通過放大來補償。信號的準確性也取決于傳輸。將傳感器輸出轉換為4至20 mA的過程輸出可提供更穩定的信號，能夠長距離傳輸，幾乎不受干擾。數字和以太網傳輸提供了更長距離和更高速率的信號傳
