CN104501986A - 一种高精度大量程温度测量系统 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种高精度大量程温度测量系统

技术领域

本发明涉及一种高精度、大量程温度测量系统，属于工业测量及控制领域。

背景技术

铂电阻、热敏电阻、AD590等温度传感器被广泛应用于各种测温场合，这些温度传感器的输出信号多为电阻或电流信号，后端需经过调理或采样电路转换为电压信号。通常情况下，这些电压信号需要经过模/数转换器转换为数字信号后进行相应处理，因此采温电路的测量范围、测量精度与模/数转换电路的精度密切相关。

例如：对-55℃—125℃的测温范围，如果要达到0.01℃的测量精度，则需要有效位数为15位以上的模/数转换器，如果需要达到-55℃—400℃的测温范围，同时测量精度达到0.005℃，则需要有效位数17位以上的模/数转换器。

工业和商业应用环境下，有可以满足17位以上的模/数转换器，但高精度模/数转换器价格昂贵，同时对电路原理、电路印制板的布局布线要求极高，若外围电路处理不慎，则可能导致测量精度难以达到要求。

在严苛应用环境下，缺乏高精度的模/数转换器，尤其是在严苛应用环境中同时有高可靠需求情况下，高位数高精度模/数转换器更是缺乏。目前国产高可靠应用领域可获得的最高精度模数转换器为14位模/数转换器B9243，其线性误差为2.5LSB，难以满足宽温度范围、高精度的温度测量需求。

高精度测温方法中，有在传感器使用方法上开展工作的，如专利《一种热电阻温度测量电路》(专利号为03263202.9)，采用了三线制多通道的温度采集技术方案。文献《高精度铂电阻测温系统》(《光学精密工程》，2014年第4期)采用了一种改进型四线制的高精度测温方法。《一种高精度低自热多通道测温系统设计与实现》(《传感器与微系统》，2014年第1期)中以阻值比较法测温电路为基础，引入序列激励电压控制抑制测温电路的自热效应，提高了测温精度。但是目前没有公开文献报道提及在模/数转换器位数有限条件下提高测试精度的方法。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种高精度大量程温度测量系统，利用低位数模/数转换器代替高位数模/数转换器，实现了在增大温度测量范围同时提高测温分辨率和测温精度，解决了现有宇航领域没有高位数模/数转换器的不足。

本发明的技术解决方案是：一种高精度大量程温度测量系统，包括N个温度传感器、N个信号调理模块、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；所述温度传感器与信号调理模块一一对应，每个温度传感器与对应的信号调理模块构成一个通道；

每个温度传感器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；

每个信号调理模块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；

通道切换选择模块接收信号采集与处理单元输出的通道切换控制信号以及每个信号调理模块输出的电压信号，根据通道切换控制信号选择对应通道信号调理模块输出的电压信号，并输出给一级差分放大模块；

一级差分放大模块接收通道切换选择模块输出的电压信号以及固定电压参考基准模块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；

二级差分放大模块接收一级差分放大模块发送的电压信号以及可调电压参考基准模块输出的基准电压，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；

模/数转换模块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；

信号采集与处理单元向通道切换选择模块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输出的基准电压，得到模/数转换模块发送的有效电压，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接收信号采集与处理单元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；

固定电压参考基准模块向一级差分放大模块输出固定参考基准电压。

所述信号采集与处理单元反馈迭代算法的实现过程为：

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

(2.2)信号采集与处理单元采集模/数转换模块发送的电压，并将该电压与一级差分放大模块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向可调电压参考基准模块发送电压控制信号，使可调电压参考基准模块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输出的基准电压是否超过可调电压参考基准模块的阈值，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将一级差分放大模块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)。

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：

$\mathrm{\ΔU}=\frac{U}{M}$

其中U为一级差分放大模块的额定输出电压。

所述温度传感器为铂电阻、热敏电阻、温度传感器AD590或热电偶。

所述通道切换选择模块通过模拟开关或继电器实现。

可调电压参考基准模块采用数/模转换器或通过切换多个不同标称电压值的电压参考基准源实现。

信号采集与处理单元采用单片机、DSP、ARM或FPGA实现。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过在温度测量系统的模/数转换部分引入二级差分放大模块，并按照一定的步进值调整可调电压参考基准模块的基准电压，可将一级差分放大模块输出再次放大数倍，从而在后端模/数转换器位数一定的条件下，将宽范围的被测量按档位分成若干部分分段进行模/数转换，从而实现在宽范围内提高测量精度。即使用低位数模/数转换器实现较高温度测量精度，由此带来了如下益处：

a.避免了高位数模/数转换器的使用，降低了印制电路板的布板难度；

b.为某些特殊应用环境下(如卫星应用需求等)无高位数可用模/数转换器提供了一种高精度温度测量解决方案。

(2)基于本发明的温度测量系统，采用目前可获得的最高位数模/数转换器，可以进一步提高温度测量精度和测量范围。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明信号调理模块、通道切换选择模块、一级差分放大电路和二级差分放大电路的连接关系图；

图3为本发明信号采集与处理单元的程序流程图。

具体实施方式

本发明提出一种高精度、大量程的温度测量系统，如图1所示，包括传感器1、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8和固定电压参考基准9。传感器1的变化通过信号调理2和通道切换选择3后与固定电压参考基准9差分放大，放大后的信号与可调电压参考基准8相减并放大，后经模/数转换器6转换为数字量，信号采集与处理单元7据此数字量按反馈迭代算法调整可调电压参考基准8输出的基准电压并解算，完成大量程范围内的高精度温度测量。

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的信号调理模块2输出的电压信号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输出的所选通道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，将该通道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发送的所选通道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，将该通道的电压信号与基准电压差分后放大得到的电压信号输出给模/数转换模块6；

模/数转换模块6对所选通道差分放大后的电压信号进行模/数转换，得到该通道的电压数字信号，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，并在每一个通道切换控制信号下，根据反馈迭代算法向可调电压参考基准模块8输出基准电压，并采集模/数转换模块6发送的所选通道高精度的有效电压，将该有效电压转换成该通道温度传感器所在位置的高精度温度信息，并向外输出；

反馈迭代算法的思路为：

信号采集与处理单元7按初始值0、步进值ΔU向可调电压参考基准模块8输出基准电压数字量，在每一次基准电压的作用下采集模/数转换模块6发送的所选通道的电压数字信号，直到该通道的电压低于一级差分放大模块4的额定输出电压或超过可调电压参考基准模块8的阈值；信号采集与处理单元7将该通道低于一级差分放大模块4额定输出电压的电压数字信号转换成该通道中温度传感器所在位置的温度，并向外输出；

具体反馈迭代算法的实现方式为：

(1.1)信号采集与处理单元7控制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；

(1.2)信号采集与处理单元7采集模/数转换模块6发送的所选通道的电压，并将该通道的电压与一级差分放大模块4的额定输出电压进行比较，当该通道的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(1.3)；否则，将该电压作为该通道高精度的有效电压，反馈迭代算法结束；

(1.3)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(1.4)；

(1.4)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该通道的有效电压；否则重复步骤(1.2)。

其中ΔU按如下方式确定：

(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；

(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：

$\mathrm{\ΔU}=\frac{U}{M}$

其中U为一级差分放大模块4的额定输出电压。

可调电压参考基准模块8实时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调整基准电压，并将调整后的基准电压进行数模转换后实时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，所述固定参考基准电压由温度测量系统测量范围的最低值对应的信号调理模块2的输出确定。

通道切换选择模块3通过模拟开关或继电器实现。

可调电压参考基准8可通过数/模转换器实现，也可通过切换多个不同标称电压值的电压参考基准源等方式实现。

信号采集与处理单元7采用单片机、DSP、ARM或FPGA等实现。

模/数转换模块6采用模/数转换器实现。

本发明的原理：通过在测温电路的模/数转换部分引入二级差分放大模块，并按照一定的步进值调整可调电压参考基准模块8的基准电压，可将一级差分放大模块输出再次放大数倍，从而在后端模/数转换器位数一定的条件下，将宽范围的被测量按档位分成若干部分分段进行模/数转换，从而实现在宽范围内提高测量精度。

以测温范围0℃—300℃，全温范围测量精度0.01℃，温度传感器为8路铂电阻Pt1000的应用需求为例说明本发明的具体实施方式。针对此需求，按常规温度测量方法，模/数转换器有效位数需要高于15位，但满足使用环境需求的模/数转换器有效位数最高只有11位左右。

利用本发明的温度测量系统实现上述需求，具体内容如下：

选用温度传感器1为铂电阻Pt1000，Pt1000的激励电流0.5±0.1mA，温度系数为3.85Ω/℃。通道切换选择模块3选用国产模拟开关CC4051实现，其通道选择由信号采集与处理单元7控制。一级差分放大模块4和二级差分放大模块5均采用国产仪表放大器7F620实现，其中一级放大8.6117倍，二级放大33.9333倍。模/数转换模块6选用14位国产模/数转换器B9243实现，该芯片输入电压范围为0—5V，线性误差为2.5LSB，因为实际有效位数最高只有11位左右。信号采集与处理单元7采用国产单片机J80C32实现。可调电压参考基准8采用国产数/模转换器B9762实现。固定电压参考基准模块9由模/数转换器B9243自带2.5V参考电压源经3.4KΩ和1KΩ低温度系数精密电阻分压得到。

温度传感器1、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和固定电压参考基准9的电路连接示意图如图2所示。

其中Rt1～Rt8为温度传感器1，均为铂电阻Pt1000，其中Rt1连接在R2与电源地之间，Rt2连接在R3与电源地之间，依次类推，Rt8连接在R9与电源地之间。电阻R2～R9、电容C2～C9组成信号调理模块2，其中R2～R9为信号调理模块2的分压电阻，依次连接在通道切换选择模块3(CC4051)的X0～X7的管脚上，R2～R9的另一端均连接在Vref。电容C2～C9分别连接在通道切换选择模块3的X0～X7的管脚和地之间。R2～R9为3.4KΩ低温度系数精密电阻，其与各铂电阻分压可将铂电阻的阻值温度敏感信号转换为电压信号。经滤波电容C2～C9滤除干扰后，输出到通道切换选择模块3。在0℃时铂电阻Pt1000对应阻值为1KΩ，300℃时对应阻值为2.155KΩ。

通道切换选择模块3由国产模拟开关CC4051构成，模拟开关CC4051的通道选择信号SW0～SW2由信号采集与处理单元7控制，模拟开关CC4051根据通道切换控制信号选择信号调理模块2输出电压TIN1～TIN8中的一个到后端一级差分放大模块4。

一级差分放大模块4由7F620的国产仪表运算放大器N1和6.49KΩ精密电阻R11组成。7F620的正输入端接通道切换选择模块3中模拟开关CC4051的输出。7F620的负输入端接固定电压参考基准模块9的输出。图中一级差分放大模块4中仪表运算放大器7F620正负输入端的差分输入电压记为△V0。一级差分放大模块4的输出△V直接输出到后端二级差分放大模块5的正端。

固定电压参考基准模块9由3.4KΩ精密电阻R1、1KΩ精密电阻R10、0.1μF滤波电容C1及模/数转换器B9243自带的2.5V参考电压Vref组成。电阻R1的一端与Vref连接，另一端一方面分别通过R10和C1接地，另一方面连接到一级差分放大模块4中仪表运算放大器7F620的负输入端。

二级差分放大模块5由7F620的国产仪表运算放大器N2和1.5KΩ精密电阻R12组成。7F620的正输入端接一级差分放大模块4中仪表运算放大器7F620的输出△V。7F620的负输入端接可调电压参考基准模块8输出的基准电压Vadj。二级差分放大模块5的输出Vadin连接到模/数转换模块6。

国产仪表运算放大器7F620的输入阻抗可视为无穷大，一级差分放大模块4的差分输入电压△V0和一级差分放大模块4的输出电压△V与温度传感器的关系如公式(1)和公式(2)所示：

$\mathrm{\ΔV}0=\mathrm{Vref}\×(\frac{\mathrm{Rt}1}{R2+\mathrm{Rt}1}-\frac{R10}{R1+R10})---\left(1\right)$

ΔV＝ΔV0×A1       (2)

式(1)中Vref＝2.5V，Rt1＝(1000+3.85×T)Ω，T为温度传感器的温度值，单位℃。R1＝3.4KΩ，R10＝1KΩ，0℃时，一级差分放大电路的差分输入电压△V0＝0V，300℃时，一级差分放大电路的的差分输入电压△V0＝0.4016V。取一级差分放大电路的增益电阻R11为6.49KΩ，即一级差分放大电路的放大倍数A1＝8.6117倍，将300℃时一级差分放大电路的差分电压放大到一级差分放大模块4的额定输出电压3.5V左右，根据增益电阻标称值6.49KΩ计算出实际输出电压为3.46V。

本实施例中为了有一定的裕度，要将模/数转换器有效位数提高5位，因此，可调电压参考基准模块8的可调档位M需要大于32(2⁵＝32)，二级差分放大模块的放大倍数也需要大于32。图2中取二级差分放大电路增益电阻R12为1.5KΩ，即二级差分放大电路的放大倍数A2＝33.9333。模/数转换器输入端电压Vadin与二级放大电路正输入端电压△V和基准电压Vadj之间的关系如公式(3)所示。

Vadin＝(ΔV-Vadj)×A2        (3)

本实施例中要将模/数转换器有效位数提高5位，因此，档位M需要大于32，考虑裕量此处设计为可调电压参考基准切换档位为38档，可调电压参考基准模块8的步进值ΔU＝3.46V/38＝0.091V，即图2中可调电压参考基准模块8的输出Vadj每档增加0.091V，其输出为0.091V的整数倍。当一级差分放大模块4的输出电压△V超过0.091V的整数倍即可进行切换，考虑到一级差分放大模块4的差分输入电压△V0存在噪声信号，若△V实际小于0.091V的整数倍却因噪声导致△V超过0.091V的整数倍而进行切换，则切换后因△V-Vadj为负值导致二级差分放大模块5的输出电压Vadin为负值，可能损坏模/数转换器，因此本例取一级差分放大模块4的输出电压△V-Vadj>0.097V时进行切换，以确保二级差分放大模块5的输出电压Vadin为正值。

二级差分放大电路的放大倍数A2＝33.9333，当△V-Vadj＝0.097V时，Vadin＝(△V-Vadj)×A2＝3.2915V，设置Vadin>3.2915V为切换条件，取可调电压参考基准Vadj每档变化0.091V，有

Vadj＝H×0.091        (4)

其中H为当前档位。

模/数转换模块6选用国产模/数转换器B9243实现，该芯片输入电压范围0～5V，线性误差2.5LSB。限于电源及运算放大器，模/数转换器实际输入电压范围设计为0～3.5V，即模/数转换器的实际有效位数为11位。将温度测量范围300℃分为38档，则相当于使用了16位模/数转换器。模/数转换器转换之后的数字量DVad与Vadin呈线性关系。

DVad＝K×Vadin         (5)

Vadin＝DVad/K          (6)

根据公式(3)和公式(4)，可得△V与Vadin的关系如公式(7)。

ΔV＝Vadin/A2+H×0.091        (7)

根据式(1)、式(2)和铂电阻阻值与温度关系式，可得温度T与△V的关系如式(8)。

$T=\frac{\mathrm{\ΔV}\×R2\×(R1+R10)+A1\×\mathrm{Vref}\×R10\×R2}{3.85\×(A1\×\mathrm{Vref}\×R1-\mathrm{\ΔV}\×(R1+R10))}-259.7403---\left(8\right)$

根据信号采集与处理单元7采集到的数字量DVad即可以根据公式(7)和公式(8)计算出对应的温度值。

信号采集与处理单元7的程序流程图如图3所示，首先取i＝0，如果采集的Vadin大于3.2915V，则可调电压参考基准模块8输出调高0.091V，同时i计数加1，并再次采集Vadin，直到Vadin不大于3.2915V，或计数值i大于档位数38(即可调电压参考基准模块8的输出电压超过了阈值)。然后根据公式(7)和公式(8)完成温度值的计算。至此，采用11位有效位数的模数转换器实现了相当于16位模数转换器精度的温度采集电路。

以上实施例仅用以说明本发明而非限制，参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

本发明未详细描述内容为本领域技术人员公知技术。

Claims (7)

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：

$\mathrm{\ΔU}=\frac{U}{N}$

其中U为一级差分放大模块(4)的额定输出电压。

4.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：所述温度传感器(1)为铂电阻、热敏电阻、温度传感器AD590或热电偶。

5.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：所述通道切换选择模块(3)通过模拟开关或继电器实现。

6.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：可调电压参考基准模块(8)采用数/模转换器或通过切换多个不同标称电压值的电压参考基准源实现。

7.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：信号采集与处理单元(7)采用单片机、DSP、ARM或FPGA实现。