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近几十年来，随着电子技术、计算机技术的飞速发展，在加热炉、啤酒发酵、玻璃窑炉、热处理、真空炉、制陶、食品等特殊领域，对温度测量的精度要求越来越高，而三十二位嵌入式微处理器使得高精度的传感器非线性补偿方法也成为可能，因此研制一种通用性强、可靠性高、性价比好的高精度温度监测装置具有较好的应用价值。
本文从硬件和软件两个方面对传感器的非线性补偿问题进行了较为深入的研究。在硬件补偿方面，针对传感器本身的非线性、电压转换电路的非线性以及引线电阻的非线性，对近几年来常用的惠斯顿电桥补偿电路、有源电桥补偿电路、积分A/D补偿电路以及双积分A/D补偿电路进行了研究和仿真，在此基础提出了改进的非线性补偿电路，实现了对热电阻、引线电阻以及电桥非线性的全补偿，仿真结果表明改进的非线性补偿电路具有较高的精度；在软件补偿方面，着重对六种基本解析算法以及改进牛顿迭代法、改进弦截法、三角逼近迭代法以及单侧逼近迭代法这四种改进的解析算法进行了研究和仿真，并在此基础上了提出了改进的迭代算法，仿真结果表明改进的算法具有较高精度和效率。在研究了传感器非线性补偿问题的基础上，本文还阐述了高精度温度监测装置的软硬件方案设计。