CN103399042A - NOx传感器芯片检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种NOx传感器芯片检测电路，包括电源模块、触发模块以及并联连接的主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路，所述电源模块分别与触发模块、主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接；触发模块的控制端分别与主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接。本发明用于对NOx传感器芯片的性能进行检测，能够同时对主泵、辅助泵和测量泵分别进行检测，并结合示波器准确测出每个泵的能斯特电压，以所测得的能斯特电压值判断所检测的NOx传感器芯片是否合格。

Description

NOx传感器芯片检测电路
技术领域
本发明涉及发动机尾气排放再循环系统领域，特别是一种NOx传感器的检测方法。
背景技术
节能减排已成为当今社会面临的共同问题，各国对空气质量的要求也越来越高，机动车尾气排放已经成为主要的大气污染物。目前，汽车发动机后处理系统中通常选用氮氧传感器来测量所排放的尾气中含有NOx的浓度，并根据氮氧传感器测量的NOx浓度值来采取相应的措施，降低NOx气体的排放，从而使排放的尾气符合国家标准的要求。
氮氧传感器芯片由数层氧化锆陶瓷压制而成，在第二层氧化锆压层中设置有两个空腔——第一空腔和第二空腔，第一空腔内设置有主泵，第二空腔内设置有辅助泵和测量泵，主泵、辅助泵和测量泵用于去除尾气中的O2、HC、CO、CO2等对最终NOx测试结果有影响的气体。氮氧传感器陶瓷芯片采用双空腔多电池结构，通过对空腔内的测量气体进行分室、分级控制，实现对NOx的测量。
在主泵、辅助泵、测量泵的工作过程中，由控制器对各个氧泵施加的电压，以控制主泵、辅助泵、测量泵泵氧的能力，控制器通过读取电流表的电流值来确定各个回路的极限电流值。然而，目前针对NOx传感器芯片的检测主要是单泵直流检测，只能够得出泵的极限电流，无法对各泵的能斯特电压进行实时检测，更无法实现三泵的同时监控。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种适合NOx传感器芯片性能检测的电路，能够进行NOx传感器芯片三泵同时检测，并且能够准确测出各泵能斯特电压的大小，达到判断NOx传感器芯片性能好坏的目的。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
NOx传感器芯片检测电路，包括电源模块、触发模块以及并联连接的主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路，所述电源模块分别与触发模块、主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接；触发模块的控制端分别与主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接。
所述主泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第一主电路和第一调节支路，所述第一主电路为串联连接的电阻R4和PNP三极管T2，第一调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R1，可调电阻R1的控制端连接PNP三极管T2的基极; 
所述辅助泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第二主电路和第二调节支路，所述第二主电路为串联连接的电阻R5和PNP三极管T3，第二调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R2，可调电阻R2的控制端连接PNP三极管T3的基极；
所述测量泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第三主电路和第三调节支路，所述第三主电路为串联连接的电阻R6和PNP三极管T4，第三调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R3，可调电阻R3的控制端连接PNP三极管T4的基极。
所述触发电路的具体结构为：触发电路包括555定时电路以及与555定时电路输出端连接的NPN三极管T1，NPN三极管T1的基极连接555定时电路的输出端，NPN三极管T1的发射极连接电源模块的负极，NPN三极管T1的集电极分别与可调电阻R1、可调电阻R2和可调电阻R3的低电位端连接。
所述电源模块的具体结构为：所述电源模块包括直流电源以及并联连接电源两端的电压控制支路和电压调节支路，所述电压控制支路为串联连接的NPN三极管T5和电阻R7，电压调节支路为并联在直流电源两端的可调电阻R8，可调电阻R8的控制端连接NPN三极管T5的基极，NPN三极管T5的集电极连接直流电源正极，NPN三极管T5的发射极分别与电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻R1、可调电阻R2、可调电阻R3的高电位端连接。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步在于：
本发明用于对NOx传感器芯片的性能进行检测，能够同时对主泵、辅助泵和测量泵分别进行检测，并结合示波器准确测出每个泵的能斯特电压，以所测得的能斯特电压值判断所检测的NOx传感器芯片是否合格，为芯片的开发与改进提供了更为直观的判断依据。
附图说明
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
一种NOx传感器芯片检测电路，包括电源模块、触发模块以及并联连接的主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路，所述电源模块分别与触发模块、主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接，用于提供工作电压；触发模块的控制端分别与主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接，用于触发各电路开始测量；主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路分别用于对主泵、辅助泵以及测量泵施加可调的占空比电压。
所述主泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第一主电路和第一调节支路，所述第一主电路为串联连接的电阻R4和PNP三极管T2，第一调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R1，可调电阻R1的控制端连接PNP三极管T2的基极; 主泵测试电路的两个测试端N端和M1端，分别从电阻R4的两端引出。
主泵测试电路用于对主泵施加电压，即对N端和M1端之间的电压进行调节。调节时，通过改变可调电阻R1的阻值，改变M1端的电势，从而达到调整主泵上施加电压的目的。
所述辅助泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第二主电路和第二调节支路，所述第二主电路为串联连接的电阻R5和PNP三极管T3，第二调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R2，可调电阻R2的控制端连接PNP三极管T3的基极；辅助泵测试电路的两个测试端N端和M2端，分别从电阻R5的两端引出。
辅助泵测试电路用于对辅助泵施加电压，即对N端和M2端之间的电压进行调节。调节时，通过改变可调电阻R2的阻值，改变M2端的电势，从而达到调整辅助泵上施加电压的目的。
所述测量泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第三主电路和第三调节支路，所述第三主电路为串联连接的电阻R6和PNP三极管T4，第三调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R3，可调电阻R3的控制端连接PNP三极管T4的基极；测量泵测试电路的两个测试端N端和M3端，分别从电阻R6的两端引出。
测量泵测试电路用于对测量泵施加电压，即对N端和M3端之间的电压进行调节。调节时，通过改变可调电阻R3的阻值，改变M3端的电势，从而达到调整测量泵上施加电压的目的。
本发明所述触发电路包括555定时电路以及与555定时电路输出端连接的NPN三极管T1，NPN三极管T1的基极连接555定时电路的输出端，NPN三极管T1的发射极连接电源模块的负极，NPN三极管T1的集电极分别与可调电阻R1、可调电阻R2和可调电阻R3的低电位端连接，用于控制主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路的通断。即当555定时电路输出高电平时，主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路导通，主泵、辅助泵以及测量泵上产生泵电压；而当555定时电路输出低电平时，主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路断开，主泵、辅助泵以及测量泵上的电压为零。
本发明的电源模块包括直流电源以及并联连接电源两端的电压控制支路和电压调节支路。其中直流电源采用12V蓄电池。电压控制支路为串联连接的NPN三极管T5和电阻R7，电压调节支路为并联在直流电源两端的可调电阻R8，可调电阻R8的控制端连接NPN三极管T5的基极，NPN三极管T5的集电极连接直流电源正极，NPN三极管T5的发射极分别与电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻R1、可调电阻R2、可调电阻R3的高电位端连接。
本发明中NOx传感器主泵、辅助泵以及测量泵的公共正电极为N端，主泵的负电极为M1端，辅助泵的负电极为M2端，测量泵的负电极为M3端。电源模块的作用是将公共正电极上的电压值固定在一个恒定的数值上，如想改变三泵公共正电极上的电压，可通过调节可调电阻R8的阻值进行改变。
本发明用于检测NOx传感器时，将N端、M1端、M2端、M3端分别连接到NOx传感器芯片相应的电极上，再将示波器的一个探头连接在N 端、M1端，另一探头连接在M1端和NOx传感器芯片的参比电极上，然后通过调节可调电阻R1调节施加在主泵上的电压大小，并读取主泵相对于大气的能斯特电压值。在读取示波器上波形的数值时，读取施加的泵电压处于低电位时的能斯特电压值，最后根据所测得的能斯特电压值判断被测NOx传感器芯片性能的好坏。
同理，通过将示波器的一个探头连接在N 端、M2端，另一探头连接在M2端和NOx传感器芯片的参比电极上，然后通过调节可调电阻R2调节施加在辅助泵上的电压大小，并读取辅助泵相对于大气的能斯特电压值。
将示波器的一个探头连接在N 端、M3端，另一探头连接在M3端和NOx传感器芯片的参比电极上，然后通过调节可调电阻R3调节施加在测量泵上的电压大小，并读取测量泵上的能斯特电压值。

Claims (4)

1.NOx传感器芯片检测电路，其特征在于：包括电源模块、触发模块以及并联连接的主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路，所述电源模块分别与触发模块、主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接；触发模块的控制端分别与主泵测试电路、辅助泵测试电路以及测量泵测试电路连接。
2.根据权利要求1所述的NOx传感器芯片检测电路，其特征在于：所述主泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第一主电路和第一调节支路，所述第一主电路为串联连接的电阻R4和PNP三极管T2，第一调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R1，可调电阻R1的控制端连接PNP三极管T2的基极; 
所述辅助泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第二主电路和第二调节支路，所述第二主电路为串联连接的电阻R5和PNP三极管T3，第二调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R2，可调电阻R2的控制端连接PNP三极管T3的基极；
所述测量泵测试电路包括并联连接在电源模块两端的第三主电路和第三调节支路，所述第三主电路为串联连接的电阻R6和PNP三极管T4，第三调节支路为并联在主电路两端的可调电阻R3，可调电阻R3的控制端连接PNP三极管T4的基极。
3.根据权利要求2所述的NOx传感器芯片检测电路，其特征在于：所述触发电路包括555定时电路以及与555定时电路输出端连接的NPN三极管T1，NPN三极管T1的基极连接555定时电路的输出端，NPN三极管T1的发射极连接电源模块的负极，NPN三极管T1的集电极分别与可调电阻R1、可调电阻R2和可调电阻R3的低电位端连接。
4.根据权利要求2所述的NOx传感器芯片检测电路，其特征在于：所述电源模块包括直流电源以及并联连接电源两端的电压控制支路和电压调节支路，所述电压控制支路为串联连接的NPN三极管T5和电阻R7，电压调节支路为并联在直流电源两端的可调电阻R8，可调电阻R8的控制端连接NPN三极管T5的基极，NPN三极管T5的集电极连接直流电源正极，NPN三极管T5的发射极分别与电阻R4、电阻R5、电阻R6、可调电阻R1、可调电阻R2、可调电阻R3的高电位端连接。
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