CN113125543A - 一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，包括信号供电电路、氧化锆氧浓度传感器、氧浓度信号采样电路、加热电压采样电路、加热电流采样电路、主控模块以及加热控制电路，所述氧浓度信号采样电路、加热电压采样电路、加热电流采样电路、信号供电电路以及加热控制电路均与氧化锆氧浓度传感器连接，加热电压采样电路、加热电流采样电路分别通过主控模块与加热控制电路连接；本发明的优点在于：不会对氧化锆氧浓度传感器的寿命有影响，且对各种氧化锆氧浓度传感器的兼容性较好。
Description
技术领域
本发明涉及制氧系统控制技术领域，更具体涉及一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置。
背景技术
在制氧系统控制技术领域，如何实现精准有效地检测氧气浓度是制氧产品设计时需要考虑的重要问题之一。随着社会和科技的发展，更加智能的制氧设备的出现和新冠疫情导致的对制氧设备的使用越来越频繁，使得制氧系统对氧气浓度的检测提出了更高的要求。当前市场上已有的氧浓度检测主要实现过程有两种，一种是利用电化学氧浓度传感器，采用特制的传感电极与氧气发生反应并产生与氧气浓度成正比的电信号，然后通过采样放大电路进行采集，例如中国专利申请号CN201910720496.2，公开了一种基于氧化锆传感元件的氧浓度传感装置。所述传感装置包括传感元件(2)、电极丝(3)和加热器(4)，其中所述传感元件(2)通过电极丝(3)与所述加热器(4)固定并导电。另一种是利用氧化锆氧浓度传感器，采用氧化锆高温下氧离子易于移动产生电动势的特性，通过采集产生的电动势的大小来反映氧气的浓度。在氧化锆氧浓度传感器的驱动电路方面，目前常用的是恒定电压驱动及恒定温度驱动。其中恒定电压驱动采用恒定的电压对氧化锆氧浓度传感器的加热片进行供电从而减少氧化锆氧浓度传感器的预热准备时间，而恒定温度控制是动态调节驱动电压氧化锆氧浓度传感器内部的氧化锆维持在一定的温度来保证氧浓度采集的稳定性。
上述两种氧化锆氧浓度传感器驱动检测装置存在一定的缺陷，要么对氧化锆氧浓度传感器的寿命影响大，要么对各种氧化锆氧浓度传感器的兼容性较差，不能做到两者兼顾。采用恒定电压驱动进行设计时，虽然在驱动电路的设计上难度较低、且能有效缩短氧化锆氧浓度传感器的预热时间，但是长时间的恒压驱动会对氧化锆氧浓度传感器的寿命造成一定的影响；而采用恒定温度驱动进行设计时，在硬件电路上就会固化加热的电压、电流等参数，而不同种氧化锆氧浓度传感器由于内部结构、工艺水平等的不同，在极限电流等参数上也有较大区别。在一种氧化锆氧浓度传感器的供货受到限制时需要用另一种氧化锆氧浓度传感器进行替代时，就需要从硬件上进行调整，造成状态的变更及产品供货周期上的不稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术氧化锆氧浓度传感器驱动检测装置采用恒定电压驱动进行设计时，对氧化锆氧浓度传感器的寿命影响大，采用恒定温度驱动进行设计时，对各种氧化锆氧浓度传感器的兼容性较差。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，包括信号供电电路、氧化锆氧浓度传感器、氧浓度信号采样电路、加热电压采样电路、加热电流采样电路、主控模块以及加热控制电路，所述氧浓度信号采样电路、加热电压采样电路、加热电流采样电路、信号供电电路以及加热控制电路均与氧化锆氧浓度传感器连接，加热电压采样电路、加热电流采样电路分别通过主控模块与加热控制电路连接；
氧浓度信号采样电路将氧化锆氧浓度传感器输出的电流信号转换成电压信号并经过放大后通过主控模块采集；所述加热电压采样电路、加热电流采样电路通过差分运算放大器，将氧化锆氧浓度传感器加热过程中的电压电流进行放大后通过主控模块采集；加热控制电路通过主控模块采集的氧化锆氧浓度传感器的电压电流信号，实现对氧浓度传感器加热过程的实时闭环控制。
本发明通过加热控制电路、加热电压采样电路和加热电流采样电路，实现对氧化锆氧浓度传感器的恒阻加热模式，且加热控制电路通过主控模块采集的氧化锆氧浓度传感器的电压电流信号，实现对氧浓度传感器加热过程的实时闭环控制，避免现有技术长时间的恒压驱动对氧化锆氧浓度传感器的寿命造成的影响，避免现有技术采用恒定温度驱动进行设计时，在硬件电路上固化加热的电压、电流等参数，导致各种氧化锆氧浓度传感器的兼容性较差。
进一步地，所述信号供电电路包括电容C8、电阻R7、电阻R11、放大器N3A以及电容C6，所述电容C8的一端、电阻R7的一端、电阻R11的一端以及放大器N3A的同相端均连接，电容C8的另一端以及电阻R11的另一端接地，电阻R7的另一端接电源VCC，放大器N3A的反相端与其输出端连接，放大器N3A的电源正端接电源VDD5V并接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，电源VDD5V的电源负端接电源-VDD5V。
更进一步地，所述信号供电电路的输出电压计算公式为：
更进一步地，所述氧化锆氧浓度传感器包括芯片T1、电阻R20以及电阻R21，所述电阻R20的一端与芯片T1的第二引脚连接，电阻R20的另一端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与芯片T1的第一引脚连接，放大器N3A的输出端与芯片T1的第三引脚连接。
再进一步地，所述氧浓度信号采样电路包括放大器N2B、电阻R12、电阻R8、放大器N2A、电阻R10、电阻R6、电容C9、电容C10、电容C7和二极管D1，所述放大器N2B的反相端、电阻R12的一端以及电容C9的一端均与芯片T1的第四引脚连接；放大器N2B的同相端接地，电阻R12的另一端、电容C9的另一端、放大器N2B的输出端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端、放大器N2A的反相端、电阻R10的一端以及电容C10的一端连接，电容C10的另一端、电阻R10的另一端、放大器N2A的输出端以及电阻R6的一端连接，放大器N2A的同相端接地，放大器N2A的电源正端接电源VDD5V，放大器N2A的电源负端接电源-VDD5V；所述二极管D1由两个二极管串联组成，电阻R6的另一端、二极管D1的串联端以及电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地，二极管D1的阳极接地，二极管D1的阴极接电源VDD3V3，电阻R6的另一端与主控模块的一个ADC采样端口连接。
再进一步地，所述氧浓度信号采样电路的输出电压计算公式为：
VIsensor＝7500Isensor
其中，Isensor表示氧浓度信号采样电路的输出电流也即电阻R6的另一端所在线路的电流。
更进一步地，所述加热电流采样电路包括电阻R15、分流器R18、电阻R25、放大器N3B、电阻R19、电阻R22、放大器N4B、电阻R28、电阻R16、电阻R17、电阻R26、电阻R27、放大器N4A、电阻R27、电阻R24、二极管D2、电容C11以及电容C22，所述电阻R15的一端以及分流器R18的一端均与芯片T1的第一引脚连接，分流器R18的另一端与电阻R25的一端连接，分流器R18的另一端接地，电阻R25的一端接电源VCC，电阻R25的另一端与放大器N4B的同相端连接，电阻R15的另一端与放大器N3B的同相端连接，放大器N3B的反相端、电阻R19的一端、电阻R22的一端均连接，电阻R19的另一端、放大器N3B的输出端以及电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端、电阻R17的一端以及放大器N4A的同相端连接，电阻R17的另一端接地；电阻R22的另一端、放大器N4B的反相端以及电阻R28的一端连接，放大器N4B的输出端、电阻R28的另一端以及电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端、放大器N4A的反相端以及电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端、放大器N4A的输出端以及电阻R24的一端连接，所述二极管D2由两个二极管串联组成，电阻R24的另一端、电容C11的一端、电容C12的一端以及二极管D2的串联端均连接，二极管D2的阳极接地，二极管D2的阴极接电源VDD3V3，电阻R24的另一端与主控模块的另一个ADC采样端口连接。
再进一步地，所述加热电压采样电路包括电阻R30、电阻R32、电容C13、电阻R29、放大器N5A、电阻R33、电阻R31、电容C14、电容C15以及二极管D3，所述电阻R30的一端接到电阻R20与电阻R21的连接线上，电阻R30的另一端、电容C13的一端、电阻R29的一端以及放大器N5A的同相端连接，电阻R29的另一端接地，电阻R32的一端与芯片T1的第二引脚连接，电阻R32的另一端、电容C13的另一端、放大器N5A的反相端以及电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端、放大器N5A的输出端以及电阻R31的一端连接，放大器N5A的电源正端与电源VDD5V连接，放大器N5A的电源负端与电源-VDD5V连接，二极管D3由两个二极管串联组成，电阻R31的另一端、电容C14的一端、电容C15的一端以及二极管D3的串联端连接，二极管D3的阳极接地，二极管D3的阴极接电源VDD3V3，电容C14的另一端以及电容C15的另一端均接地，电阻R31的另一端与主控模块的再一个ADC采样端口连接。
再进一步地，所述加热电流采样电路的输出电压计算公式为：
其中，VH-表示芯片T1的第二引脚处的电压，VH-GND表示芯片T1的第二引脚对地电压；
所述加热电压采样电路的输出电压计算公式为：
其中，VHS+表示电阻R21的一端的电压，VHS-表示电阻R20的一端的电压。
更进一步地，所述加热控制电路包括电阻R1、光耦E1、电阻R3、芯片N1、电容C1、电容C2、芯片U1、电阻R5、电阻R2、电容C4、电容C5、电容C3、电阻R4以及发光二极管V1，所述芯片N1的型号为BTS6163D，所述电阻R1的一端与电源VDD3V3连接，电阻R1的另一端与光耦E1的第一引脚连接，光耦E1的第二引脚与主控模块的IO控制端口连接，光耦E1的第三引脚接地，光耦E1的第四引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与芯片N1的第二引脚连接，芯片N1的第三引脚接电源+6.8V1，芯片N1的第一引脚、芯片N1的第五引脚、电容C1的正极、电容C2的一端以及芯片U1的第三引脚连接，电容C1的负极以及电容C2的另一端接地，芯片U1的第一引脚通过电阻R5与电源Vad连接，电阻R2的一端、芯片U1的第二引脚、电容C4的正极、电容C5的一端、电容C3的一端以及电阻R4的一端连接，电容C3的一端与芯片T1的第一引脚连接，电阻R4的另一端与发光二极管V1的阳极连接，发光二极管V1的阴极、电容C3的另一端、电容C5的另一端以及电容C4的负极均接地。
本发明的优点在于：本发明通过加热控制电路、加热电压采样电路和加热电流采样电路，实现对氧化锆氧浓度传感器的恒阻加热模式，且加热控制电路通过主控模块采集的氧化锆氧浓度传感器的电压电流信号，实现对氧浓度传感器加热过程的实时闭环控制，避免现有技术长时间的恒压驱动对氧化锆氧浓度传感器的寿命造成的影响，避免现有技术采用恒定温度驱动进行设计时，在硬件电路上固化加热的电压、电流等参数，导致各种氧化锆氧浓度传感器的兼容性较差。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置的结构框图；
图2为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置中信号供电电路原理图；
图3为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置中氧化锆氧浓度传感器原理图；
图4为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置中氧浓度信号采样电路原理图；
图5为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置中加热电流采样电路原理图；
图6为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置中加热电压采样电路原理图；
图7为本发明实施例所提供的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置中加热控制电路原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，包括信号供电电路1、氧化锆氧浓度传感器2、氧浓度信号采样电路3、加热电压采样电路4、加热电流采样电路5、主控模块6以及加热控制电路7，所述氧浓度信号采样电路3、加热电压采样电路4、加热电流采样电路5、信号供电电路1以及加热控制电路7均与氧化锆氧浓度传感器2连接，加热电压采样电路4、加热电流采样电路5分别通过主控模块6与加热控制电路7连接；主控模块6采用单片机。
氧浓度信号采样电路3将氧化锆氧浓度传感器2输出的电流信号转换成电压信号并经过放大后通过主控模块6采集；所述加热电压采样电路4、加热电流采样电路5通过差分运算放大器，将氧化锆氧浓度传感器2加热过程中的电压电流进行放大后通过主控模块6采集；加热控制电路7通过主控模块6采集的氧化锆氧浓度传感器2的电压电流信号，实现对氧浓度传感器加热过程的实时闭环控制。
如图2所示，所述信号供电电路1包括电容C8、电阻R7、电阻R11、放大器N3A以及电容C6，所述电容C8的一端、电阻R7的一端、电阻R11的一端以及放大器N3A的同相端均连接，电容C8的另一端以及电阻R11的另一端接地，电阻R7的另一端接电源VCC，放大器N3A的反相端与其输出端连接，放大器N3A的电源正端接电源VDD5V并接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，电源VDD5V的电源负端接电源-VDD5V。
更进一步地，所述信号供电电路1的输出电压计算公式为：
如图3所示，所述氧化锆氧浓度传感器2包括芯片T1、电阻R20以及电阻R21，所述电阻R20的一端与芯片T1的第二引脚连接，电阻R20的另一端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与芯片T1的第一引脚连接，放大器N3A的输出端与芯片T1的第三引脚连接。
如图4所示，所述氧浓度信号采样电路3包括放大器N2B、电阻R12、电阻R8、放大器N2A、电阻R10、电阻R6、电容C9、电容C10、电容C7和二极管D1，所述放大器N2B的反相端、电阻R12的一端以及电容C9的一端均与芯片T1的第四引脚连接；放大器N2B的同相端接地，电阻R12的另一端、电容C9的另一端、放大器N2B的输出端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端、放大器N2A的反相端、电阻R10的一端以及电容C10的一端连接，电容C10的另一端、电阻R10的另一端、放大器N2A的输出端以及电阻R6的一端连接，放大器N2A的同相端接地，放大器N2A的电源正端接电源VDD5V，放大器N2A的电源负端接电源-VDD5V；所述二极管D1由两个二极管串联组成，电阻R6的另一端、二极管D1的串联端以及电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地，二极管D1的阳极接地，二极管D1的阴极接电源VDD3V3，电阻R6的另一端与主控模块6的一个ADC采样端口连接。放大器N2B及电阻R12将电流信号转换成电压信号，放大器N2A与电阻R8、电阻R10实现电压1:1放大。
所述氧浓度信号采样电路3的输出电压计算公式为：
VIsensor＝7500Isensor
其中，Isensor表示氧浓度信号采样电路3的输出电流也即电阻R6的另一端所在线路的电流。
如图5所示，所述加热电流采样电路5包括电阻R15、分流器R18、电阻R25、放大器N3B、电阻R19、电阻R22、放大器N4B、电阻R28、电阻R16、电阻R17、电阻R26、电阻R27、放大器N4A、电阻R27、电阻R24、二极管D2、电容C11以及电容C22，所述电阻R15的一端以及分流器R18的一端均与芯片T1的第一引脚连接，分流器R18的另一端与电阻R25的一端连接，分流器R18的另一端接地，电阻R25的一端接电源VCC，电阻R25的另一端与放大器N4B的同相端连接，电阻R15的另一端与放大器N3B的同相端连接，放大器N3B的反相端、电阻R19的一端、电阻R22的一端均连接，电阻R19的另一端、放大器N3B的输出端以及电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端、电阻R17的一端以及放大器N4A的同相端连接，电阻R17的另一端接地；电阻R22的另一端、放大器N4B的反相端以及电阻R28的一端连接，放大器N4B的输出端、电阻R28的另一端以及电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端、放大器N4A的反相端以及电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端、放大器N4A的输出端以及电阻R24的一端连接，所述二极管D2由两个二极管串联组成，电阻R24的另一端、电容C11的一端、电容C12的一端以及二极管D2的串联端均连接，二极管D2的阳极接地，二极管D2的阴极接电源VDD3V3，电阻R24的另一端与主控模块6的另一个ADC采样端口连接。
如图6所示，所述加热电压采样电路4包括电阻R30、电阻R32、电容C13、电阻R29、放大器N5A、电阻R33、电阻R31、电容C14、电容C15以及二极管D3，所述电阻R30的一端接到电阻R20与电阻R21的连接线上，电阻R30的另一端、电容C13的一端、电阻R29的一端以及放大器N5A的同相端连接，电阻R29的另一端接地，电阻R32的一端与芯片T1的第二引脚连接，电阻R32的另一端、电容C13的另一端、放大器N5A的反相端以及电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端、放大器N5A的输出端以及电阻R31的一端连接，放大器N5A的电源正端与电源VDD5V连接，放大器N5A的电源负端与电源-VDD5V连接，二极管D3由两个二极管串联组成，电阻R31的另一端、电容C14的一端、电容C15的一端以及二极管D3的串联端连接，二极管D3的阳极接地，二极管D3的阴极接电源VDD3V3，电容C14的另一端以及电容C15的另一端均接地，电阻R31的另一端与主控模块6的再一个ADC采样端口连接。
通过放大器N3B、放大器N4B、放大器N4A、分流器R18、电阻R15、电阻R25、电阻R19、电阻R22、电阻R23、电阻R28组成前置差分运算放大电路，实现对加热电流的采集和初级放大。后置差分运算放大电路由运算放大器N4A、电阻R16、电阻R26、电阻R17、电阻R27、电阻R24组成，实现二次放大后由单片机采样口进行对加热电流的采样和处理。
通过放大器N5A、电阻R20、电阻R21、电阻R30、电阻R32、电阻R29、电阻R33、电阻R31组成差分运算放大电路，实现对加热电压的采集和放大后由单片机采样口对加热电压的采样和处理。
所述加热电流采样电路5的输出电压计算公式为：
其中，VH-表示芯片T1的第二引脚处的电压，VH-GND表示芯片T1的第二引脚对地电压；
所述加热电压采样电路4的输出电压计算公式为：
其中，VHS+表示电阻R21的一端的电压，VHS-表示电阻R20的一端的电压。
如图7所示，所述加热控制电路7包括电阻R1、光耦E1、电阻R3、芯片N1、电容C1、电容C2、芯片U1、电阻R5、电阻R2、电容C4、电容C5、电容C3、电阻R4以及发光二极管V1，所述芯片N1的型号为BTS6163D，当其使能端电压(2脚对GND电压)为0V时，电源输入(3脚)到输出(1、5脚)导通。所述电阻R1的一端与电源VDD3V3连接，电阻R1的另一端与光耦E1的第一引脚连接，光耦E1的第二引脚与主控模块6的IO控制端口连接，光耦E1的第三引脚接地，光耦E1的第四引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与芯片N1的第二引脚连接，芯片N1的第三引脚接电源+6.8V1，芯片N1的第一引脚、芯片N1的第五引脚、电容C1的正极、电容C2的一端以及芯片U1的第三引脚连接，电容C1的负极以及电容C2的另一端接地，芯片U1的第一引脚通过电阻R5与电源Vad连接，电阻R2的一端、芯片U1的第二引脚、电容C4的正极、电容C5的一端、电容C3的一端以及电阻R4的一端连接，电容C3的一端与芯片T1的第一引脚连接，电阻R4的另一端与发光二极管V1的阳极连接，发光二极管V1的阴极、电容C3的另一端、电容C5的另一端以及电容C4的负极均接地。通过光耦E1和智能高边电源开关N1进行加热开关控制。通过氧浓度传感器加热电压电流采样电路实时采样加热过程中的电压电流，然后使用三端集成稳压器芯片U1实现加热过程中对加热电压的实时闭环控制，从而调节氧浓度传感器的加热速率和达到热稳定的温度。
通过以上技术方案，本发明通过加热控制电路7、加热电压采样电路4和加热电流采样电路5，实现对氧化锆氧浓度传感器2的恒阻加热模式，且加热控制电路7通过主控模块6采集的氧化锆氧浓度传感器2的电压电流信号，实现对氧浓度传感器加热过程的实时闭环控制，避免现有技术长时间的恒压驱动对氧化锆氧浓度传感器2的寿命造成的影响，避免现有技术采用恒定温度驱动进行设计时，在硬件电路上固化加热的电压、电流等参数，导致各种氧化锆氧浓度传感器2的兼容性较差。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，包括信号供电电路、氧化锆氧浓度传感器、氧浓度信号采样电路、加热电压采样电路、加热电流采样电路、主控模块以及加热控制电路，所述氧浓度信号采样电路、加热电压采样电路、加热电流采样电路、信号供电电路以及加热控制电路均与氧化锆氧浓度传感器连接，加热电压采样电路、加热电流采样电路分别通过主控模块与加热控制电路连接；
氧浓度信号采样电路将氧化锆氧浓度传感器输出的电流信号转换成电压信号并经过放大后通过主控模块采集；所述加热电压采样电路、加热电流采样电路通过差分运算放大器，将氧化锆氧浓度传感器加热过程中的电压电流进行放大后通过主控模块采集；加热控制电路通过主控模块采集的氧化锆氧浓度传感器的电压电流信号，实现对氧浓度传感器加热过程的实时闭环控制。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述信号供电电路包括电容C8、电阻R7、电阻R11、放大器N3A以及电容C6，所述电容C8的一端、电阻R7的一端、电阻R11的一端以及放大器N3A的同相端均连接，电容C8的另一端以及电阻R11的另一端接地，电阻R7的另一端接电源VCC，放大器N3A的反相端与其输出端连接，放大器N3A的电源正端接电源VDD5V并接电容C6的一端，电容C6的另一端接地，电源VDD5V的电源负端接电源-VDD5V。
3.根据权利要求2所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述信号供电电路的输出电压计算公式为：
4.根据权利要求2所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述氧化锆氧浓度传感器包括芯片T1、电阻R20以及电阻R21，所述电阻R20的一端与芯片T1的第二引脚连接，电阻R20的另一端与电阻R21的一端连接，电阻R21的另一端与芯片T1的第一引脚连接，放大器N3A的输出端与芯片T1的第三引脚连接。
5.根据权利要求4所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述氧浓度信号采样电路包括放大器N2B、电阻R12、电阻R8、放大器N2A、电阻R10、电阻R6、电容C9、电容C10、电容C7和二极管D1，所述放大器N2B的反相端、电阻R12的一端以及电容C9的一端均与芯片T1的第四引脚连接；放大器N2B的同相端接地，电阻R12的另一端、电容C9的另一端、放大器N2B的输出端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端、放大器N2A的反相端、电阻R10的一端以及电容C10的一端连接，电容C10的另一端、电阻R10的另一端、放大器N2A的输出端以及电阻R6的一端连接，放大器N2A的同相端接地，放大器N2A的电源正端接电源VDD5V，放大器N2A的电源负端接电源-VDD5V；所述二极管D1由两个二极管串联组成，电阻R6的另一端、二极管D1的串联端以及电容C7的一端连接，电容C7的另一端接地，二极管D1的阳极接地，二极管D1的阴极接电源VDD3V3，电阻R6的另一端与主控模块的一个ADC采样端口连接。
6.根据权利要求5所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述氧浓度信号采样电路的输出电压计算公式为：
VIsensor＝7500Isensor
其中，Isensor表示氧浓度信号采样电路的输出电流也即电阻R6的另一端所在线路的电流。
7.根据权利要求4所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述加热电流采样电路包括电阻R15、分流器R18、电阻R25、放大器N3B、电阻R19、电阻R22、放大器N4B、电阻R28、电阻R16、电阻R17、电阻R26、电阻R27、放大器N4A、电阻R27、电阻R24、二极管D2、电容C11以及电容C22，所述电阻R15的一端以及分流器R18的一端均与芯片T1的第一引脚连接，分流器R18的另一端与电阻R25的一端连接，分流器R18的另一端接地，电阻R25的一端接电源VCC，电阻R25的另一端与放大器N4B的同相端连接，电阻R15的另一端与放大器N3B的同相端连接，放大器N3B的反相端、电阻R19的一端、电阻R22的一端均连接，电阻R19的另一端、放大器N3B的输出端以及电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端、电阻R17的一端以及放大器N4A的同相端连接，电阻R17的另一端接地；电阻R22的另一端、放大器N4B的反相端以及电阻R28的一端连接，放大器N4B的输出端、电阻R28的另一端以及电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端、放大器N4A的反相端以及电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端、放大器N4A的输出端以及电阻R24的一端连接，所述二极管D2由两个二极管串联组成，电阻R24的另一端、电容C11的一端、电容C12的一端以及二极管D2的串联端均连接，二极管D2的阳极接地，二极管D2的阴极接电源VDD3V3，电阻R24的另一端与主控模块的另一个ADC采样端口连接。
8.根据权利要求7所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述加热电压采样电路包括电阻R30、电阻R32、电容C13、电阻R29、放大器N5A、电阻R33、电阻R31、电容C14、电容C15以及二极管D3，所述电阻R30的一端接到电阻R20与电阻R21的连接线上，电阻R30的另一端、电容C13的一端、电阻R29的一端以及放大器N5A的同相端连接，电阻R29的另一端接地，电阻R32的一端与芯片T1的第二引脚连接，电阻R32的另一端、电容C13的另一端、放大器N5A的反相端以及电阻R33的一端连接，电阻R33的另一端、放大器N5A的输出端以及电阻R31的一端连接，放大器N5A的电源正端与电源VDD5V连接，放大器N5A的电源负端与电源-VDD5V连接，二极管D3由两个二极管串联组成，电阻R31的另一端、电容C14的一端、电容C15的一端以及二极管D3的串联端连接，二极管D3的阳极接地，二极管D3的阴极接电源VDD3V3，电容C14的另一端以及电容C15的另一端均接地，电阻R31的另一端与主控模块的再一个ADC采样端口连接。
9.根据权利要求8所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述加热电流采样电路的输出电压计算公式为：
其中，VH-表示芯片T1的第二引脚处的电压，VH-GND表示芯片T1的第二引脚对地电压；
所述加热电压采样电路的输出电压计算公式为：
其中，VHS+表示电阻R21的一端的电压，VHS-表示电阻R20的一端的电压。
10.根据权利要求4所述的一种氧化锆氧浓度传感器驱动及检测装置，其特征在于，所述加热控制电路包括电阻R1、光耦E1、电阻R3、芯片N1、电容C1、电容C2、芯片U1、电阻R5、电阻R2、电容C4、电容C5、电容C3、电阻R4以及发光二极管V1，所述芯片N1的型号为BTS6163D，所述电阻R1的一端与电源VDD3V3连接，电阻R1的另一端与光耦E1的第一引脚连接，光耦E1的第二引脚与主控模块的IO控制端口连接，光耦E1的第三引脚接地，光耦E1的第四引脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与芯片N1的第二引脚连接，芯片N1的第三引脚接电源+6.8V1，芯片N1的第一引脚、芯片N1的第五引脚、电容C1的正极、电容C2的一端以及芯片U1的第三引脚连接，电容C1的负极以及电容C2的另一端接地，芯片U1的第一引脚通过电阻R5与电源Vad连接，电阻R2的一端、芯片U1的第二引脚、电容C4的正极、电容C5的一端、电容C3的一端以及电阻R4的一端连接，电容C3的一端与芯片T1的第一引脚连接，电阻R4的另一端与发光二极管V1的阳极连接，发光二极管V1的阴极、电容C3的另一端、电容C5的另一端以及电容C4的负极均接地。
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