智能仪器的出现大大提升了传统仪器的性能与应用范围，并广泛应用于各种领域。在工业控制领域，温度是其中必不可少且最为重要的测量参数之一，现场大多数设备的可靠、稳定的运行离不开对其温度的监视与控制。而温度变送器是一种采集温度信号并把它转换成为标准电流信号且具有总线通信功能的仪器，它的可靠性、精确性、智能性是当前温度变送器研发的重点。本文阐述了智能仪器的一般工作原理，并对以往的单片机和DSP的智能温度变送器方案的优缺点进行了分析和研究，发现其存储空间和数据处理速度矛盾的现状，以及其它的一些不足之处，并提出了本文的基于Nios Ⅱ软核处理器的智能温度变送器的设计方案与其优势之处。本文从硬件、SOPC技术和软件系统三个方面分别对本设计进行了详细论述。该变送器具有接受各种型号的热电阻、热电偶和毫伏信号，热电偶冷端温度补偿，输入输出信号零点满度自校准，信号状态自检测，上位对其内部参数设定等功能。它利用了SOPC技术的特点，在FPGA内部用硬件逻辑资源实现了处理器和各种外设的控制器与接口，并利用Nios Ⅱ自定制指令功能，定制了温度线性化算法模块和中值滤波模块，以加速该智能温度变送器的数据处理速度。该智能温度变送器相比传统的单片机和DSP方案，具有数据处理速度快，存储空间小，资源配置合理，开发周期短等优点。最后分别在Nios Ⅱ处理器中用实验在存储空间，线性化速度、系统资源利用率和系统精度四个方面对查表法、浮点计算法、软件实现的线性插值法、硬件实现的线性插值法等温度线性化处理算法进行了对比，并验证了该方案的优势。本文结尾对该智能温度变送器的进一步工作进行了总结和展望。