自行研制的国产便携式相对重力仪的重力测量精度指标要求优于2010-8m/S~2，而零长弹簧重力传感器由于不可抗拒的温度效应，要求工作点的温度变化范围不超过0.001，以满足实际测量要求。因此，有必要研究重力仪的温度特性，开发高精度的温度控制系统。针对弹簧式重力传感器，对重力仪的热结构、温度控制电路和控制算法进行了分析和研究，设计并实现了两级三路高稳定性恒温控制系统。该系统采用比例电桥电路实现高精度温度测量，并设计了数字分段温度传感器。通过高内低外的温度梯度控制，使重力传感器处于设定的恒温环境中。试验结果表明，在相同的恒温热结构下，Smith－PID预估复合控制律的控制效益优于常规PID控制律。在Smith－PID预估复合控制律的作用下，当外部环境温度为室温时，重力传感器内部工作点的温度稳定性优于0.0005。当外部环境温度为-20~+45时，内部工作点的温度稳定性优于0.001。