[发明专利]一种高精度大量程温度测量系统

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的一种高精度大量程温度测量系统，其特征在于：所述信号采集与处理单元(7)反馈迭代算法的实现过程为：

(2.1)信号采集与处理单元(7)向可调电压参考基准模块(8)输出基准电压初始值0，使可调电压参考基准模块(8)向二级差分放大模块(5)输出的基准电压初始值为0；

(2.2)信号采集与处理单元(7)采集模/数转换模块(6)发送的电压，并将该电压与一级差分放大模块(4)的额定输出电压进行比较，当该电压不低于一级差分放大模块(4)的额定输出电压时，进入步骤(2.3)；否则，将该电压作为所选通道高精度的有效电压，反馈迭代算法结束；

(2.3)信号采集与处理单元(7)向可调电压参考基准模块(8)发送电压控制信号，使可调电压参考基准模块(8)输出的基准电压增加ΔU，进入步骤(2.4)；

(2.4)判断可调电压参考基准模块(8)输出的基准电压是否超过可调电压参考基准模块(8)的阈值，如果超过该阈值，则反馈迭代算法结束，信号采集与处理单元(7)将一级差分放大模块(4)的额定输出电压作为所选通道的有效电压；否则重复步骤(2.2)。

3.根据权利要求2所述的一种高精度大量程温度测量系统，其特征在于：所述步骤(2.3)中步进值ΔU按如下方式确定：

(3.1)信号采集与处理单元(7)根据模/数转换器需要提高的有效位数确定可调电压参考基准模块(8)的可调档位M，实现公式如下：

M>2ⁿ

其中n为模/数转换器需要提高的有效位数；

(3.2)根据一级差分放大模块(4)的额定输出电压和可调电压参考基准模块(8)的可调档位确定ΔU，实现公式如下：

ΔU=UN]]>

其中U为一级差分放大模块(4)的额定输出电压。