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Page ? * 汽车尾气检测控制系统 ─ 传感器的控制检测部分 xxxx 2014-07-21 1 . ─ 的工作条件 氮氧化物传感器只有在一定的条件下才能达到最佳测量工作状态。 由上一次的分析知，传感器的 陶瓷敏感层的离子导电性能受温度的 影响大，也就影响了输出Nernst电压。同时温度也会影响两个测量腔室 的压力，也会影响氧气的浓度，从而影响氧气的扩散速率。所以氮氧化 物传感器的需要供一个适当的温度工作条件。 氮氧化物传感器在测量 时，需要将第一腔室内的氧气分 压力，稳定在一个恒定的范围内。 2. ─ 的控制检测单元 控制检测单元结构图 3.控制检测单元控制方案实现 3.1温度控制 ─ 传感器属于平面型，传感器的基板中集成有加热器，通 过外部电源供电加热传感器的第一泵单元，氧浓度测量敏感单元和第二 泵单元。 (1)控制原理 为了控制温度首先要测量温度，传感器的氧气测量部分，由于其本 身材料的特殊性，使，它可以用作一个温度敏感元件。即它的内阻 随 温度变T化而变化，通过建立温度T与内阻 之间的定量关系，即可通 过测量内阻 测量温度。 将氧传感器的最佳工作温度T0 ,设置我为温度控制的设定温度 实际测量温度为 t ,通过偏差 ，采用一定的控制算法控制加热 器的加热电压，即温度采用单闭环控制。 图1 温度与内阻之间的关系曲线 温度控制原理框图如图2所示。 图2 温度控制原理框图 温度测量方案 为了测量氧浓度检测单元的内阻，我们可以在测量氧浓度之前给该 单元加载一个恒流源 ，即在该单元两侧形成电压降落 ,由 确定 。 3.2第一泵单元控制 通过第一泵单元控制第一腔室的氧分压是为了保证第二腔室 的准确测量。 （1）控制原理 第一腔室的氧分压被控制在某一指定值 ，也即对应一定的 氧浓度值 ,也即对应一定的Nernst电压 。实际测量的电压 为 ，实际测量Nernst电压 反应了第一腔室的实际氧浓度，为了 将氧浓度控制到 ，第一腔室的氧气必须要通过第一泵单元泵入泵出。 所以通过实际输出电压Nernst电压 定的Nernst电压 之间的偏差 经过一定的控制算法运算后，输出一定的控制电压 至 第一泵单元将氧气泵入泵出。 控制方案实现框图如图3所示。 图3 第一泵单元控制原理框图 3.3 第一泵电流检测 在第一泵单元控制回路中的电流 通过测量回路中某个电阻 R 的电压 ,再经过微处理器的相应运算即可得到值 3.4 第二泵单元控制 第二泵单元的作用是将第二腔体中 分解后产 生的 抽出形成泵电流 ,第二泵单元外加的一常电压。 其泵电压的大小根据极限电流原则来确定。 3.5 第二泵单元电流检测 在第一泵单元控制回路中的电流 通过测量回路中 某个电阻 R 的电压 ,再经过微处理器的相应运算即可得 到值 。 4 传感器控制单元框图如图4所示。 图4 传感器控制单元框图 5. 传感器的测量过程 确定 和 的另一种方法 一般方法为由 确定氧气的浓度 ，由 和 确定氮氧化物的浓度。 当第一腔室中的氧气浓度为零即 时，第二泵电流 则只受第二腔室中的氮氧化物浓度影响，即第二泵电流 以一定的变化率跟随第二腔室中的氮氧化物浓度变化而变化。这一恒定变化率称为增益（gain） 根据一般测量步骤可知，进入第二腔体中的气体中还包含有低浓度的氧气，这部分氧气则