熱電偶溫度變送器是一種將熱電偶傳感器產生的熱電勢信號轉換為標準輸出信號的精密電子設備。熱電偶溫度變送器的內部結構經過精心設計，以實現對熱電偶信號的精確采集、處理和轉換。它的核心功能模塊包括信號輸入網絡、基準電壓源、冷端補償電路、信號放大單元、線性化處理模塊、V/I轉換器以及多種保護電路。這些模塊協同工作，共同確保了溫度測量的準確性和可靠性。

（1）信號輸入網絡是變送器與熱電偶傳感器的接口部分，負責接收熱電偶產生的微弱熱電勢信號。這一網絡通常包含調零電路和輸入濾波電路，用于消除初始偏移和抑制高頻干擾。

（2）基準源為整個變送器提供穩定的參考電壓，是保證測量精度的基礎。基準電壓的穩定性直接影響冷端補償的準確性和信號轉換的線性度，因此高品質變送器會特別重視基準源的設計和選型。

（3）冷端補償電路是熱電偶溫度變送器的核心特色模塊，如前所述，它通過內置的溫度傳感器（如Pt100）實時測量變送器端子處的環境溫度，然后根據熱電偶類型進行相應的電勢補償計算。補償電路通常集成在信號輸入網絡附近，以減少溫度測量延遲和提高響應速度。

（4）放大單元負責將熱電偶輸入的微弱信號放大到適合后續處理的電平。由于熱電偶信號幅度小且易受干擾，放大電路需要具備高增益、低噪聲、高共模抑制比等特性。高品質變送器通常采用儀表級運算放大器或專用信號調理芯片，確保信號放大過程的準確性和穩定性。

（5）線性化處理模塊用于解決熱電偶輸出電壓與溫度之間的非線性關系。

（6）V/I轉換器將經過處理的電壓信號轉換為工業標準的4～20mA電流輸出。這一轉換過程需要保持嚴格的線性關系，即4mA對應量程下限，20mA對應量程上限。

（7）保護電路是確保變送器可靠工作的關鍵保障，通常包括斷偶檢測、反接保護、限流保護等多種功能。

從物理結構看，熱電偶溫度變送器可分為分體式和一體化兩種主要形式。分體式變送器通常安裝在控制室或儀表盤上，通過補償導線與現場的熱電偶連接，適合需要集中監控的場合。而一體化溫度變送器將變送模塊直接集成在熱電偶的接線盒內，形成緊湊的整體結構，具有安裝簡便、節省布線成本、抗干擾能力強等優點。