温度变送器是工业过程控制中将温度物理量转换、隔离、放大为标准统一信号（如4-20mA、0-10V或数字信号）的现场仪表。其工作原理和选择依据如下：

一、 温度变送器的基本原理

核心流程：温度信号 → 传感器电信号 → 调理转换 → 标准输出信号

1. 温度感知：

   • 输入侧：连接温度传感器（如热电偶、热电阻）。
   • 热电偶（TC）：基于塞贝克效应，两端温差产生毫伏级电压（mV）。
   • 热电阻（RTD）：基于电阻随温度变化（如Pt100在0℃时电阻为100Ω）。

2. 信号调理与转换：

   • 冷端补偿（仅热电偶）：自动补偿参考端（冷端）温度，消除环境温度影响。
   • 放大与线性化：放大微弱信号，并矫正传感器的非线性特性（如热电偶的S型曲线）。
   • 隔离保护：通过电路隔离（如光电/磁隔离），阻断地环路干扰和高压窜入。
   • A/D转换：将模拟信号转换为数字信号（智能变送器）。

3. 标准信号输出：

   • 将处理后的信号转换为工业标准信号：
     • 模拟输出：4-20mA电流（最常用，抗干扰强）、0-10V电压等。
     • 数字输出：HART、Profibus、FF等协议，可传输更多诊断信息。

4. 供电方式：

   • 两线制：信号线与电源线共用，4-20mA电流环同时供电（主流方式）。
   • 四线制：独立电源线和信号线（较少用）。

二、 温度变送器的选择要点

选型需匹配现场需求，重点关注以下维度：

1. 输入匹配性

2. 输出信号类型

3. 关键性能参数

• 精度：±0.1% ~ ±0.5% F.S.，高精度场合需≤0.1%。
• 温漂：温度变化导致的误差（如±0.015%/℃）。
• 稳定性：长期工作下的信号漂移程度。
• 响应时间：从温度变化到信号输出的延迟（毫秒级）。

4. 环境适应性

5. 功能扩展（智能型）

• HART通信：通过手操器远程配置量程、诊断故障。
• 自诊断：实时检测传感器断线、短路等问题。
• 多点校准：提升宽量程内的线性精度。
• 双路输入：同时处理两路传感器信号（如温差测量）。

三、 选型步骤总结

1. 确认传感器 → 2. 确定输出信号 → 3. 校核精度与环境需求 → 4. 选择防护/防爆等级 → 5. 评估智能功能需求

示例场景：
化工厂反应釜测温（Pt100传感器，防爆环境）：
选型方案：两线制4-20mA输出，Pt100输入，精度0.2%，Ex ia本安防爆，IP65防护，HART协议。

注意事项

• 避免传感器与变送器不匹配（如K型热电偶错接E型变送器）。
• 长距离传输优先选4-20mA电流而非电压信号（减少压降干扰）。
• 高频干扰环境选隔离型变送器并做好屏蔽接地。

正确选型可确保系统稳定性，减少维护成本。建议参考罗斯蒙特（Rosemount）、横河（Yokogawa）、E+H等主流品牌的技术手册进行参数比对。