一种高精度大量程温度测量系统

摘要

本发明公开了一种高精度大量程温度测量系统，包括温度传感器、信号调理模块、通道切换选择模块、一级差分放大模块、二级差分放大模块、模/数转换模块、信号采集与处理单元、可调电压参考基准模块和固定电压参考基准模块。多个或单个温度传感器的变化通过信号调理和通道切换选择后与固定电压参考基准差分并放大，放大后的信号与反馈可调电压参考基准相减并放大，后经模/数转换器转换为数字量，信号采集与处理单元根据该数字量按算法反馈调整可调电压参考基准，完成大量程范围内高精度温度测量。本发明具有使用较低位数模/数转换器完成高精度、大量程温度测量的特点，在使用低位数模/数转换器的基础上测温精度有数量级的提高。

主权项

一种高精度大量程温度测量系统，其特征在于：包括N个温度传感器(1)、N个信号调理模块(2)、通道切换选择模块(3)、一级差分放大模块(4)、二级差分放大模块(5)、模/数转换模块(6)、信号采集与处理单元(7)、可调电压参考基准模块(8)和固定电压参考基准模块(9)；所述温度传感器(1)与信号调理模块(2)一一对应，每个温度传感器(1)与对应的信号调理模块(2)构成一个通道；每个温度传感器(1)采集其所在位置的温度信号，并输出给对应的信号调理模块(2)；每个信号调理模块(2)对接收的温度信号进行高频去噪处理，并将处理后的温度信号转换为电压信号后输出给通道切换选择模块(3)；通道切换选择模块(3)接收信号采集与处理单元(7)输出的通道切换控制信号以及每个信号调理模块(2)输出的电压信号，根据通道切换控制信号选择对应通道信号调理模块(2)输出的电压信号，并输出给一级差分放大模块(4)；一级差分放大模块(4)接收通道切换选择模块(3)输出的电压信号以及固定电压参考基准模块(9)输出的固定参考基准电压，将接收的电压信号与固定参考基准电压差分后放大，并将差分放大后得到的电压信号输出给二级差分放大模块(5)；二级差分放大模块(5)接收一级差分放大模块(4)发送的电压信号以及可调电压参考基准模块(8)输出的基准电压，将该电压信号与基准电压进行差分后放大，并将差分放大后得到的电压信号输出给模/数转换模块(6)；模/数转换模块(6)对接收的电压信号进行模/数转换，得到电压数字信号，输出给信号采集与处理单元(7)；信号采集与处理单元(7)向通道切换选择模块(3)发送通道切换控制信号，在每一个通道切换控制信号下，根据反馈迭代算法控制可调电压参考基准模块(8)输出的基准电压，得到模/数转换模块(6)发送的有效电压，并将该有效电压转换成对应通道温度传感器所在位置的高精度温度信息，并向外输出；可调电压参考基准模块(8)接收信号采集与处理单元(7)输出的基准电压初始值和电压控制信号，根据基准电压初始值和电压控制信号实时调整基准电压，并将调整后的基准电压进行数模转换后输出给二级差分放大模块(5)；固定电压参考基准模块(9)向一级差分放大模块(4)输出固定参考基准电压。