高精度温度测量在许多情况下都是必要的，有时需要准确地闭环控制温度。为了实现高精度温度检测，我们应该在传感器选择、信号调节电路设计、非线性处理等方面努力工作功能设计应在分析技术要求的基础上逐步完成，并结合软件进行验证和实现。
2.技术要求
测温量程：-100℃~ 400℃；
测温精度：±0.1℃；
温度分辨率：0.01℃；
通道数：16
各通道采样频率：≥100sps
二、具体实施内容
1.分析传感器检测信号与输出信号的关系，找出最大误差
2.设计传感器的信号调节电路，考虑导线电阻对远程传输测量的影响，选择合适的接线方式
3.选择多路开关，A/D选型，分析A/D位数产生的量化误差，采样频率是否符合香农采样定律
4.用Altium Designer 设计整个电路原理图PCB
5.A/D如何将采样后的数据数据转化为采样后的数据数据A/D实际输入电压值？
如果是热电阻传感器，如何将电压值反换为传感器的电阻值？
根据电阻值(针对热电阻传感器)或mV子如何获得实测温度？
若通过查表获得温度，是否考虑采用二分法或其它方法提高查表效率？
根据电阻值思考如何获得实测温度
具体实施过程
第一部分-传感器选型
1.介绍PT100
pt100温度传感器是将温度变量转换为可传输标准化输出信号的仪器。主要用于测量和控制工业过程中的温度参数。
2.分析检测信号与输出信号的关系(excel绘制曲线)
3.实现高精度检测的措施
对传感器输出信号或其它模拟信号进行线性化处理和非线性补偿，以实现高精度测量。
线性化处理：
a.函数运算法
一些类型的传感器的系统特性可以用函数关系来表示。对于这种类型的传感器，可以将其操作规则（反函数）存储在系统的微处理器中，以便通过处理器的计算获得所需的相应物理量。
b.可变电压源电桥法
由于传感器的输出电阻信号与被测物理量或化学参数呈线性关系，因此电桥的输出信号以桥中的一个或多个桥臂作为传感器输出的电阻信号Vo它可以反映被测物理或化学量的变化。但由于一般单臂电桥采用稳压电源供电，输出电位与桥臂电阻的变化不呈线性关系，有时存在严重的非线性误差。
非线性补偿：
传感器输出常带有一定的非线性信号， 当非线性误差无法通过线性处理消除时，应对输出信号进行非线性补偿，以确保系统测试的精度。通过选择适当的拟合函数，并将能够实现拟合函数关系的电路作为传感器信号处理电路的一部分，传感器的非线性基本上可以在补偿范围内线性化。所选拟合函数的要求是：将剩余误差限制在要求范围内，并对输入信号进行单值。拟合函数一般采用连续函数。虽然需要更多的数学操作，但误差函数是平滑和连续的，因此容易观察和分析结果。常用的拟合函数有： 1/x.x"、1gx\A. Bx'等。
4.制作散点图，分析最大误差
第二部分-传感器信号调节电路设计
1.总体分析
选择采用PTl00热电阻温度传感器采集外部温度。由于PTl00传感器根据金属导体的电阻值随温度的增加而增加，因此测量电阻相当于测量外部温度PT100传感器连接到电路中，将电阻信号转换为电压信号。考虑到导线的电阻等因素，通过电桥设计比较两个电位得出差异。减法放大器后，比例放大器输出0-5V电压，调理电路设计如下：
2.回答问题:选择合适的接线方法，分析远程传输时导线电阻对测量的影响，分析原因
采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路通常是一个不平衡的热电阻作为桥臂电阻，其连接线（从热电阻到中央控制室）也成为桥臂电阻的一部分。这部分电阻未知，随环境温度变化，导致测量误差。采用三线系统，将一根导线连接到桥的电源端，另外两根分别连接到热电阻所在的桥臂和相邻的桥臂，消除了导线电阻造成的测量误差。因此，我们组选择三线接线。-设备的选择
1.选择多路开关
根据项目设计要求，通道数为16，通过图书馆和网站查阅相关信息，选择符合要求的型号——USR-R16-T远程控制开关，16路开关控制，用户可以在直接连接、局域、远程三种模式下实时定时控制设备。
2.A/D选型
每通道采样频率：≥100sps，和温精度：±0.1℃，选取A/D转换器——ISLA216S，ISLA216S是一系列低功耗、高性能、16位模数转换器。该系列采用标准CMOS工艺的FemtoCharge?支持高达250的技术设计MSPS的采样率。 ISLA216S12、14和16位引脚兼容A/D该系列最大采样速率为130至500MSPS，与ISLA216P系列ADC共享相同的模拟核心。该系列最大限度地降低了功耗，并提供了最先进的动态性能和最佳性能与功耗之间的平衡。
3.分析A/D位数产生的量化误差
通过数采设备AD量化和量化是指现实世界中时域信号的连续振幅值分散成多个量化量级。量化误差是指量化结果与量化模拟量之间的差异。显然，量化级越多，量化的相对误差越小。每个平均值的大小称为量化单位。A/D位数越高，量化量级(可理解为最小刻度)越小，转换后的数据幅值精度越高，量化误差越小。采样频率是否符合香农采样定律
香农采样定律：为不失真恢复模拟信号，采样频率不得小于模拟信号频谱中最高频率的2倍(f s≥2f max)。采样频率满足香农采样定律
第四部分——设计PCB
1.介绍PCB
PCB( Printed Circuit Board)，中文名称为印刷电路板，又称印刷电路板，是重要的电子元件，是电子元件的支撑体，是电子元件电气连接的载体。它被称为印刷电路板，因为它是由电子印刷制成的。根据设计电路绘制电路原理图PCB
经过几天的自学，结果如下：
第五部分
问题描述：A/D如何将采样后的数据数据转化为采样后的数据数据A/D实际输入电压值？
第一类：模拟信号传感器
模拟信号采集通道前端采用输出信号作为模拟信号的传感器(如电阻、电感、磁电、热电等)。).当传感器输出不是电量而是电参量时，需要通过基本转换电路将其转换为电量，然后通过相应的放大、调制解调、滤波和操作电路检测所需的信号，传输到信息采集接口电路、进入控制系统或显示器，其基本组成如图5-1所示。
第二类：数字信号传感器
数字传感器(如光栅、磁栅、容栅、感应同步器等。)用于数字信号采集通道的前端，然后放大整形后形成数宇脉冲信号，细分电路进一步提高信号分辨率。脉冲当量变换电路进一步处理脉冲信号，读取信号并发送计数器和寄存器，或直接发送控制器和显示器，其基本组成如图5-2所示。
问题描述二:
如果是热电阻传感器，如何将电压值反换为传感器的电阻值？
热电阻是根据电阻的热效应测量温度的，即电阻体的电阻值随温度的变化而变化。因此，温度可以通过测量温热电阻的电阻变化来测量。
用C语言编写多路数据采集程序，获得实际电阻值
#include
//#include
sbit IO_18B20 =P2^0;
unsigned char wei[]={0x1,0x2,0x4,0x8};
char temp_data,temp_data1;
unsigned char duan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xbf};
unsigned char disp[]={5、0、0、0、0}；
/oid delayx10us(unsigned char t);
void delay_ms( int x);
void write18b20(unsigned char dat);
void tempchange(void);
void display();
void display1();
bit read_bit();
bit Init_Ds18b20();
unsigned char read18b20();
int get18b20temp();
void main()
{
P0=0Xff;
P3=0Xff;
while(1)
{
tempchange();
temp_data=get18b20temp()/16; // 取整数部分
if(temp_data<0&&temp_data>=(-10)) //如果读取值大于负10，则小于 0显示负号，将值转换为正数
{
disp[0]= 16;
temp_data=0-temp_data; //将负数转换为正数
}
else
{disp[0]=temp_data/100;}
temp_data1=temp_data%100;
disp[1]=temp_data1/10;
disp[2]=temp_data1%10;
disp[3]=12; //显示温度单位C
if((temp_data>=(-100))&&(temp_data<=(400))) //如果读取到的数值的范围在-100~400之间，就显示出来
{
display();
}
}
}复制代码第六部分：
问题描述：
根据电阻值(针对热电阻传感器)或mV(针对热电偶传感器)子如何得到实测的温度？
1.两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极)两端接合成回路，
热电偶当两个接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端(也称为测量端)，另一端叫做冷端(也称为补偿端)；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
2.热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：
1、热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数；
2、热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；
3、当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图所示。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流。热电偶就是利用这一效应来工作的。
问题描述：
如果通过查表的方式得到温度，是否考虑用二分法或其它方法提高查表效率？
用最少的运算次数找出数据位置，基础思路。1000个数据，第一次判定是前500还是后500，第二次是前250还是后250.这样1000个数据很快就可以查完。
uint8 FineTab(uint16 *a,uint8 TabLong,uint16 data)//表中数据从大到小
{
uint8 st,ed,m ;
uint8 i ;
st = 0 ;
ed = TabLong-1 ;
i = 0 ;
if(data >= a[st]) return st ;
else if(data <= a[ed]) return ed ;
while(st < ed)
{
m = (st+ed)/2 ;
if(data == a[m] ) break ;
if(data < a[m] && data > a[m+1]) break ;
if(data > a[m]) ed = m ;
else st = m ;
if(i++ > TabLong) break ;
}
if(st > ed ) return 0 ;
return m ;
}
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