多通道温度测量系统由4个Pt1000铂电阻、NI9219数据采集卡、NI USB-9162模块外盒连接器、计算机组成。
Pt1000是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。Pt后数字1000表示它在0℃时阻值为1000Ω，在300℃时它的阻值约为2 120.515 Ω，并且Pt1000的阻值随着温度上升成线性增涨。Pt1000铂电阻引出导线采用三线制，减小了导线电阻带来的附加误差;NI9219数据采集卡是24位的通用模拟输入数据采集模块，可以对RTD信号进行采集和调理，经过NI USB～9162模块外盒连接器接入计算机进行数据采集。整个测量系统可以同时采集4路温度信号，在上位机软件界面上可以设置采样模式、采样率和采样数，采样的起始时间和结束时间，在整个测量过程中界面可以利用波形图表实时显示各通道的温度测量变化值以及整个测量过程中温度最大值、最小值和平均值，测量过程结束，可以对测量的原始数据进行记录保存，以便进行后续的数据处理。多通道温度测量系统结构框图如图1所示。
图1 多通道温度测量系统结构框图
2 多通道温度测量系统整体设计
2.1 硬件电路设计
NI 9219各通道间相互隔离，4个24位模数转换器（ADC）可同时对4个模拟输入通道进行采样。由于铂热电阻Pt1000输出的是低压信号，且其信号容易被噪声干扰，因此，NI9219数据采集卡须对Pt1000输出的是低压信号进行调理和滤波，NI9219某一路通道的输入电路如图2所示。
NI9219可以同时采集4路温度信号，每路由EX+和EX-端口分别对应Pt1000的引脚，LO端口为各通道共地端，与系统中的其他模块相隔离。通道经滤波后，由一个24位的模数转换器对其采样。3线RTD模式下，NI9219提供激励电流，电流值随EX+和EX-端子间负载值变化。此模式下，如所有导线具有相同的阻值，可对线性阻抗误差进行补偿。NI 9219为负接线端提供2x电压增益，ADC使用此电压值作为负端参考电压，用于消除正负接线端问线性误差。NI 9219的激励电路具有过压保护和过流保护功能，发生过压及过流情况时，模块自动禁用电路。故障排除后，通道可自动恢复。模块支持低功耗休眠模式，处于休眠模式时无法与其它模块通信，休眠模式下系统功耗较低，散热量也低于正常工作模式。