温度探测对气候变化研究、天气预报具有重要意义。其准确性直接影响到高空大气形势、气候系统分析和预报结果,对监测全球变暖具有尤其重要的意义。在高空气象探测等领域,传感器探头暴露在空气中,在穿云和降水过程中,会有水沾附在温度传感器上,对温度测量造成影响。为消除沾水误差的影响,本文提出了双加热温度传感器系统总体设计方案,利用温度测量元件交替加热测量的方法获得不同风速及降水强度条件下沾水误差与时间常数的变化。通过拟合对应的函数关系可实现沾水误差修正和降水强度测量功能。该系统选用32位Cortex-M ARM处理器STM32F103作为主控制芯片,PT1000作为温度测量传感器,配合低噪声A/D转换芯片AD7793、存储芯片AT25256、GPRS模块以及加热控制电路等组件,实现高精度测量、自动采集控制、实时处理等功能。系统软件设计基于FreeRTOS实时操作系统。该软件包括温度测量、函数拟合及计算、数据的收发和存储等部分。该传感器通过平方差法实现加热控制,利用L-M算法对温度阶跃响应进行曲线拟合实现升温时间常数的计算。使用虚拟仪器(Labview)编写程序框图和构造前面板实现数据的显示和存储。实验结果表明,在一定的风速及降水强度范围内,该传感器能使沾水引起的误差降低至±0.1℃以下,降水强度测量误差低于±0.2mm/min。与传统温度传感器相比,该双加热温度传感器不但精度高,具有消除沾水误差的能力,亦可初步实现降水强度的测量,有潜力在地面气象站和探空仪的等探测环境中获得应用。