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随着人们对环境保护的日益重视,对汽车尾气的排放也提出了更为严格地要求,促进了稀薄燃烧技术在汽车发动机领域的快速发展。传统的氧传感器由于其结构特点,已不能满足高排放标准的要求,取而代之的是控制精度更高、测量范围更广的宽域氧传感器(UEGO-Universal Exhaust Gas Oxygen Sensors)。宽域氧传感器的出现,弥补了传统氧传感器测量的不足,使得氧传感器可以给发动机电子控制单元(ECU-Electronic Control Unit)提供不同混合气浓度下的精确空燃比反馈信号。宽域氧传感器在工作过程中的电流和温度需要控制,因此必须配备相应地控制模块。本课题的主要任务就是设计开发一套匹配性好且具有温度自稳定性能,集控制和测试于一体的,可用于企业批量检测宽域氧传感器性能质量的检测系统。 本论文基于Bosch LSU4.9设计的宽域氧传感器性能检测系统,包括硬件电路部分、软件控制部分和上位机显示部分。检测系统硬件电路部分包括接口控制模块、供电模块、微控制器模块、加热控制模块、通讯模块等。在硬件电路的基础上,分别以C语言和LabVIEW为开发工具,设计了检测系统的相关程序及上位机显示程序,实现了对泵电流及温度的控制与产品性能检测功能。 论文首先通过对宽域氧传感器性能检测系统相关方面国内外研究成果的总结,明确了本设计的价值和意义。其次对Bosch公司生产的LSU4.9型宽域氧传感器的组成结构、工作原理、微控制器以及宽域氧传感器接口电路专用集成模块CJ125进行了深入的研究。在此相关理论、技术的基础上,设计了宽域氧传感器性能检测系统硬件电路,并详细分析了电路各模块的功能,通过对电路板的检测,验证了硬件电路的正确性。随后进行了检测系统软件程序设计,完成了对传感器的信号采集和上位机显示。最后在发动机台架上通过宽域氧传感器性能检测系统对公司产品进行系统试验,试验结果分析表明本检测系统可实时采集并显示宽域氧传感器的工作信号,同时能正确反应被测传感器的性能,进而表明该检测系统是可行的。