张　帆， 谢建军， 刘　萍， 简家文

(宁波大学 信息科学与工程学院，浙江 宁波 315211)



基于广域氧传感器的λ分析仪设计

张帆， 谢建军， 刘萍， 简家文

(宁波大学 信息科学与工程学院，浙江 宁波 315211)

摘要:以广域氧(UEGO)传感器为敏感元件， STM32f407为核心处理器，开展了一种λ分析仪的设计。详细介绍了UEGO传感器测量原理，推导了UEGO传感器的极限电流对空燃比的理论公式。设计了传感器信号检测与处理、工作温度控制、LCD显示等硬件电路，完成了λ分析仪的硬件设计。结合推导公式和硬件电路编写相应的软件驱动程序，传感器工作温度控制过程中引入PID控制算法，使得温度控制性能得到了优化，空燃比值更加精确。

关键词:广域氧传感器； 空燃比； PID控制； STM32

0引言

随着国内新汽车尾气排放标准(国四)的实施和稀薄燃烧技术的广泛应用，控制精度高、测量范围宽的广域氧(UECO)传感器已经在汽车发动机燃烧控制系统中得到广泛应用[1]。然而，该类型传感器需协同专属驱动器才可以正常工作，并且不同传感器生产厂家由于技术参数的差异，还会造成协同专属驱动器的差异。这几年，国内汽车尾气排放标准的提高，启动了国内厂家对UEGO传感器的研制开发。但目前国内鲜有此类协同专属驱动器的设计研究，阻碍了国内UEGO传感器的发展。另外，UEGO传感器具有宽范围测氧的能力，也可用于开发宽范围测氧仪表和λ分析仪[2]。

本文开展了基于UEGO传感器的λ分析仪设计，并通过实验证明：在0.7～2.4范围内理论与测量λ基本吻合。……