高空大气温度的精确观测对天气预报和全球气候变化研究至关重要。基准探空温度传感器作为高空大气温度测量标准,其测量精度需提升至0.1K量级。而探空温度传感器进行高空大气温度探测时易受太阳辐射、长波辐射等因素影响。太阳辐射作为传感器测量误差的主要来源,其辐射误差数值可达3K量级。为降低探空温度传感器的太阳辐射误差,本文研制了一款具有低辐射误差特性的铂丝温度传感器,设计了一套高精度温度采集与数据通信系统。利用计算流体动力学(CFD)方法对铂丝传感器的一种传统探头结构和一种改进探头结构进行仿真分析,发现改进结构的铂丝传感器具有较低的太阳辐射误差,验证了传感器设计的合理性。通过CFD方法对新型结构的铂丝传感器进行数值计算,采用准牛顿法和极限学习机算法分别对仿真数值结果进行拟合,通过对比拟合精度,发现基于极限学习机算法的太阳辐射误差修正方程具有更好的效果。搭建了一套基于低气压风洞和太阳模拟器的高空环境模拟实验平台对修正方程的准确性进行验证,得出太阳辐射误差修正方程的修正值与实验值之间的均方根误差为0.147K。为验证铂丝传感器的低辐射误差特性,采用珠状热敏电阻与其进行对比试验。实验结果表明,在太阳高度角和海拔高度变化范围分别为0°~60°和10km~32km时,新型结构的铂丝传感器的辐射误差数值普遍比与珠状热敏电阻的辐射误差数值要小。其差值的平均值为-0.148K,均方根误差为0.077K。说明铂丝传感器在降低辐射误差上具有较好的性能。本文设计的具有低辐射误差特性的新型结构铂丝探空温度传感器,与传统探空温度传感器相比,具有精度高、辐射误差小等优点,达到了设计要求,配合高精度温度采集系统,可有效提高高空大气温度探测精度。