随着制造业技术水平的进步和精密测试技术的发展,精确的环境温度测量在控制工程和加工工程中起到了至关重要的作用。在航空航天和半导体等高精尖行业中,用于温度测量的热电阻数据采集系统为适应测量场景,要求拥有较高的精度、较小的体积和较好的稳定性。在复杂的风洞试验环境下,系统需要同时满足高精度、小体积和实用性的要求。本文针对风洞试验中腔体温度测量需求,对热电阻测量电路和数据处理方案进行改进,设计一款高精度、体积小且具有显示和存储功能的用于温度测量的热电阻数据采集系统。本文针对风洞试验的应用背景,确定系统的功能和性能需求;对电阻式温度测量方案展开研究,分析热电阻常用测温方法的特点;结合本设计的应用背景,通过动态比例测量法对测量方案进行改进;利用四线制连接技术控制长线效应测量误差,设计了基于阻值比的热电阻数据采集系统硬件平台;在电路中采用可程控三运放仪用放大器,有效提高了系统的共模抑制能力;采用24位高分辨率模数转换器,实现高精度和多通道的采样转换功能。本文根据系统的实际需求,划分系统软件的层次结构;在电流转向测量法的基础上,利用三点delta测量法的思想改进测量数据处理方法,降低了热电势造成的影响;在软件中采用拉依达准则和均值算法进行数字滤波,减小随机误差;基于最小二乘法设计拟合校正算法,消除系统误差;设计实现ARM芯片驱动程序和通信交互应用程序,形成完整测试系统软件。本文根据热电阻的测温原理,采用标准电阻、高精度电阻箱和数字万用表构建系统测试平台,对设计实现的热电阻数据采集系统进行测试。本文设计的系统满足1000Ω至1385.06Ω量程内误差小于0.19Ω的要求,对应标准热电阻在温度0℃至100℃量程内误差小于0.05℃,具有0.05%FS的满量程精度;设计系统的体积小于100 mm×100 mm×50 mm,满足小型化指标要求;综合设计实现系统的各项性能指标以及测量显示、图形化和存储功能,设计的系统可以满足飞行器风洞试验的腔体温度测量需求。