了解温度和变送器

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一目了然 温度历史 接受的尺度 传感器类型

温度有着悠久的历史，植根于个人的理解，就像跳进水里之前先把脚趾伸进去一样。在你开始选择下一个温度变送器之前，了解一点历史可以帮助你。

温度被定义为物质分子的平均动能的量度，用数值表示，数值越大，平均动能越大。然而，情况并非总是如此。通往标准化温度测量的道路是漫长的。

历史学家将第一次建立温标的尝试追溯到公元前130年至公元前200年，当时的希腊医生加莱亚诺建议用一个分为四部分的温标来测量冷热的感觉，从而诞生了第一个温标。直到明确的温度标准出现，还需要几个世纪的时间。随着伽利略·伽利雷在1592年发明了第一台温度计，温度测量的进步开始加快步伐。

在接下来的几十年里，人们设想了许多温度尺度。所有这些都基于一个或多个任意固定点，但没有一个被普遍接受。1714年，荷兰精密仪器制造商加布里埃尔·华氏(Gabriel Fahrenheit)发明了第一个精确且可重复的水银温度计。他的华氏温标成为历史上第一个被普遍接受的温标。最初，华氏用冰和盐的混合物确定了他的刻度的零点，而上零点则是人体的平均温度。华氏后来将他的温度计调整到我们更熟悉的水的冰点32度。

1742年，瑞典人安德斯·摄氏度创造了另一个刻度。摄氏把水的冰点和沸点作为他的刻度的定义。摄氏选择0度作为水的沸点，100度作为水的冰点。后来，这些点被颠倒，摄氏度刻度就诞生了。1948年，第九届度量衡大会为了纪念他，将度量衡更名为“摄氏刻度”。

摄氏度和华氏度都是相对的;它们的参考值是任意的。由于需要更有根据的参考点，因此开发了开尔文和兰金的附加温标。这些刻度将0指定为热力学绝对零度，即分子动能为零的理论点。

随着普遍接受的温标的产生，科学家们现在可以自由地研究温度对各种物质的影响。1821年，托马斯·塞贝克(Thomas Seebeck)发现，当两根不同的金属线在两点相连时，其中一点被加热，电流就会循环。正是这一发现导致了热电偶的现代发展，热电偶是工业应用中最常用的温度传感器之一。

到了20世纪，各种材料普遍接受的温度特性的必要性已经很明显。这将促进科学界的一致性和可重复性，并促进科学进步。最近一次批准温度标准是在1990年1月1日，当时这些尺度和值在国际温标ITS-90的分配下完全标准化。此外，在温度测量中使用的本地化标准有:ANSI(美国)，DIN(德国)，JIS(日本)，BS(英国)。

从图中温标对比，可以推导出以下温标之间的关系:

温度测量的巨大进步同时提高了自动化和过程控制行业中使用的温度变送器的准确性、可靠性和可重复性。这与各种温度传感器的进步和可用性相结合，有助于控制过程和最终产品质量的持续改进。

聪明的发射器

智能温度变送器是指将温度传感器技术与附加电子设备相结合的变送器。一般来说，这些电子设备允许远程监控和配置发射机参数。纵观市场，智能温度变送器已经出现了三种不同的产品线。根据应用和成本的不同，每种方法都有各自的优点和缺点。

防爆、耐风雨发射机。这种类型的变送器通常用于具有高性能要求的关键应用。发射机装在一个密封的防爆室里。这种外壳一般由不锈钢制成，但也可以是任何经批准的防爆材料。外壳通常包含两个隔间，将电子设备和传感器分开。这种变送器类型的主要优点是精度高，可靠的安全预防措施，可靠性和耐候性。主要的缺点是成本。这种类型的变送器通常还包括具有局部调节的局部指示器。这样就可以监测温度，并在现场调整变送器。

DIN导轨，面板安装变送器。这种类型的变送器可以安装在DIN轨道上，通常用于集中控制室的安装。面板安装式变送器成本低，易于安装和维护，并可配置使用多种传感器类型。主要的缺点是缺乏防爆材料，并且由于远程安装传感器所需的长线路，其精度往往较低。

Head-mount发射器。这种类型的变送器可以直接安装在DIN连接头。主要优点是安装成本低，体积小，与多种传感器类型的兼容性。由于变送器直接安装在连接头，电气连接和传感器接线简化。

温度变送器中使用的通信协议遵循了过程工业中其他现场设备的总体趋势，主要协议是HART、基金会现场总线和Profibus。智能温度变送器在所有这些协议中都广泛使用。

ITS-90固定温度点

不动点	它的- 90
氧沸点	-182.954°C
水的三重点	+ 0.010°C
锡的冰点	+ 231.928°C
锌的冰点	+ 419.527°C
银的冰点	+ 961.780°C
金的凝固点	+ 1064.180°C

温标比较

	绝对尺度		相对尺度
尺度	°R	K	°C	°F
水的沸腾	671.67	375.15	One hundred.	212
水的结冰	461.67	273.15	0	32
绝对零度	0	0	-273.15	-459.67

作者信息

Cesar Cassiolato是Smar Equipamentos Ind. Ltd.的产品经理;Chris Murphy是Smar Research Corp.的销售工程师;

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