1、進入21世紀，隨著汽車數(shù)量越來越多，汽車尾氣造成的大氣污染日益成為全球性問題，而其有害氣體的含量與發(fā)動機燃燒氣的實際空燃比有關，所以在控制汽車尾氣污染中對發(fā)動機空燃比的測量便十分重要。同時，隨著汽車尾氣排放標準的不斷提高以及稀薄燃燒技術(shù)在汽車發(fā)動機領域的廣泛應用，傳統(tǒng)開關型車用氧傳感已經(jīng)不能滿足空燃比控制需求。測量范圍廣、控制精度高的廣域氧傳感器（Universal Exhaust Gas Oxygen，簡稱UEGO）已經(jīng)在汽車發(fā)動機燃

2、燒控制系統(tǒng)中得到廣泛應用，然而，不同傳感器生產(chǎn)廠家由于技術(shù)參數(shù)的差異，其生產(chǎn)的UEGO傳感器需協(xié)同專屬驅(qū)動器才可以正常工作，限制了其移植性。
　　本文以在汽車尾氣處理和發(fā)動機燃燒控制中應用比較廣泛、性能較成熟的德國BOSCH公司生產(chǎn)的LSU4.2型 UEGO氧傳感器為研究對象，對廣域氧傳感器在應用中出現(xiàn)的優(yōu)缺點、以及其工作、測量原理與控制方法進行了詳細闡述。并以 STM32單片機為控制器設計了相應硬件電路和軟件控制系統(tǒng)，完成了一種

3、基于UEGO傳感器的λ分析儀的設計工作，實現(xiàn)了對氧傳感器工作溫度的實時監(jiān)測、調(diào)控和氧泵電池回路電流的控制、測量以及顯示、人機交互等功能。其中硬件電路主要包括：UEGO氧傳感器氧濃差電動勢的采集與處理電路、氧泵電池回路電流的輸出與控制電路，以及對氧傳感器工作溫度的調(diào)控電路等。軟件控制系統(tǒng)則是以STM32單片機處理器為控制單元，基于Keil MDK開發(fā)環(huán)境完成的C語言控制驅(qū)動程序。由于該類傳感器材質(zhì)構(gòu)造為釔穩(wěn)定氧化鋯導致其只有在高溫環(huán)境下才

4、呈現(xiàn)出氧離子導電狀態(tài)，因此使用該傳感器時需確保其工作在恒定的高溫環(huán)境下。于是，本文首先采用阻抗分析儀對在不同工作溫度條件下的氧傳感器的濃差電池內(nèi)阻進行測量分析，建立了氧傳感器工作溫度控制的數(shù)學模型，最后通過單片處理器采用數(shù)字PID控制算法實現(xiàn)了對傳感器工作溫度的監(jiān)測與調(diào)控。這也是本文的主要創(chuàng)新點。
　　最后為了對本文設計的λ分析儀的工作性能進行研究，以CS200-A系列數(shù)字氣體質(zhì)量流量控制器（MFC）為控制模塊，聯(lián)合NI公司的La