温度トランスミッタは、産業プロセス制御の分野で広く使用されている電子機器です。その中心的な機能は、温度センサー (熱電対、熱抵抗器 RTDS、サーミスターなど) によって検出された微弱な信号を標準の工業プロセス信号 (最も一般的なのは 4 ～ 20mA DC 電流信号またはデジタル信号) に変換し、この信号を制御室または離れた場所にある表示機器、コントローラー、データ収集システム、またはアクチュエーターに送信することです。
温度トランスミッターの動作原理は、次の主要なステップに要約できます。
温度認識と生信号生成:
温度センサー (通常は熱電対または Pt100 などの熱抵抗器) は、測定対象の媒体に直接接触して、その温度変化を感知します。
熱電対（T/C）: ゼーベック効果に基づいて、測定端（ホットエンド）と基準端（コールドエンド）の 2 つの異なる金属間に温度差がある場合、温度差に比例した熱電位（ミリボルト-レベルの電圧信号、mV）が回路内に生成されます。
熱抵抗 (RTD) : Pt100 など、金属導体の抵抗値が温度の上昇とともに増加する (正の温度係数) という物理的特性に基づいています。温度変化により抵抗値が変化します(たとえば、0度では100Ω)。
サーミスタ：半導体材料の抵抗値が温度により大きく変化する特性により、負温度係数（NTC）タイプと正温度係数（PTC）タイプに分類されます。
信号調整 (重要なステップ) :
増幅: センサーによって生成された元の信号 (MV- レベルの電圧または抵抗の変化) は非常に微弱です。送信機内の電子回路は、まず、後続の処理に適した標準レベルまで信号を線形増幅します。
コールドエンド補償 (熱電対の場合) : 熱電対によって生成される熱電位は、ホットエンドとコールドエンド (基準端、通常はトランスミッターの内部端子にあります) の間の温度差の関数です。正確な測定温度 (0 度を基準) を取得するには、送信機はその端子での実際の温度 (低温端温度) を測定し、この温度に基づいて補償する必要がある熱電位を計算し、それを元の信号に重ね合わせる (または同等の処理) ことで、低温端温度の変化によって引き起こされる誤差を除去する必要があります。
線形化: 熱電対と熱抵抗器の間の熱電位と抵抗温度の関係は完全な直線ではなく、ある程度の非線形性を持っています。通常、送信機はセンサーの種類に対応する線形化曲線を内部に保存します (または数式を使用して計算します)。増幅/補償された信号は線形化され、測定された温度値を直接かつ線形に表します。
ローパス フィルタリング: 信号内に存在する可能性のある高周波ノイズ（電磁干渉、振動干渉など）を除去し、信号の安定性と精度を高めます。-
信号変換
調整（増幅、補償、線形化、フィルタリング）され、測定温度を正確に表すアナログ信号（電圧）を工業標準の出力信号に変換します。
最も一般的に使用される出力信号は 4-20mA の電流信号です。変換された電流信号はループを流れます。ゼロ温度または範囲の下限は通常 4mA に相当し、フルスケール温度は 20mA に相当します。なぜ 4 ～ 20mA なのでしょうか?
4mA ゼロ オフセット: 本当に有効な低信号 (4mA) とセンサー断線障害 (0mA) を簡単に区別できます。
強力な耐干渉性: 電圧信号と比較して、電流信号は長距離伝送中のワイヤ抵抗の変化や電圧降下の影響を受けにくく、電磁ノイズによる干渉を受ける可能性が低くなります。-
2 線式電源: 多くの送信機は 2 線式設計を採用しています。つまり、2 線式で電力を供給し、同時に電流信号を送信します。-最小値 4mA により、トランスミッタ自体の最小動作電流要件 (一般に「アクティブ ゼロ ポイント」と呼ばれます) が保証されます。
信号伝送
変換された標準信号 (4 ～ 20mA など) は、有線を通じてリモート エンドに送信されます。標準化された特性により、制御室または PLCS およびその他の機器は、この信号を直接受信して次の目的で処理できます。
温度値を表示します（パネルテーブル、DCS/SCADAオペレータステーション上）。
論理演算および調整のためのコントローラー (PID コントローラーなど) への入力。
履歴データベースに保存されたり、アラームの判定に使用されます。
アクチュエータを駆動します（温度に基づく制御が必要な場合）{0}}。
