引言
在不到一代人的时间内，中国成为了世界上机动车生产和销售市场的第一大国。在许多城市，从前满街自行车的景象已被拥堵的机动车流所取代，而这其中，大部分是国产的轿车、摩托车、卡车和巴士。中国的汽车年销售量（不含摩托车和农用车）从1980年的25万辆增长至2017年的3.1亿辆。
然而，环境的污染状况越来越严重；在过去的10年中，根据中国《大气污染防治法》的规定，中国已经实施了一系列逐步加严的机动车和燃料管理标准，配合相关监督及维修保养措施，划定限行区，以求改善空气质量。然而，一辆辆汽车走下流水线，加入到城市交通；一座座火电厂建设发电，对本已不堪重负的空气造成更多污染。随着工业企业逐渐搬离各大城市，交通领域成为NOx氮氧化物、细微颗粒物（PM2.5）、灰霾、烟雾和其它严重空气质量问题的主要源头之一。而由此引发的健康危害则包括过早死亡和提高呼吸道及心血管疾病的发病率。
氮氧传感器概述
当前针对PM及NOx排放控制的柴油机排放后处理技术有两种方法：
一种是通过废气再循环（EGR）技术降低发动机缸内燃烧的NOx排放，然后用柴油机颗粒捕集器（DPF）控制PM；
另一种是通过燃油高压喷射技术降低发动机缸内燃烧的PM排放，然后用选择催化还原技术（SCR，喷射车用尿素液，以中合NOx）控制NOx。SCR技术因为具有更高的燃油经济性和良好的耐硫性能，被认为是最有优势的技术路线，在欧洲已经得到了广泛的应用，而SCR技术中必然会用到氮氧传感器。氮氧传感器由传感器探头和电控单元组成，二者之间通过一个线束连接，可测量尾气中氮氧化物（NO和NO 2 等氮氧化物的混合物）的浓度、氧气的浓度。它可用于柴油发动机的SCR系统中实现NOx的闭环控制，或汽油和柴油发动机的车载诊断（OBD）中。
传感器的探头是将氧敏陶瓷材料制成的陶瓷芯片装配在金属外壳中。实际应用时，探头被安装在汽车的尾气管道中，陶瓷芯片会将尾气中的浓度值以电压的形式反馈到电控单元中。电控单元控制传感器探头的加热温度，并经过一系列信号调理，最后确定泵中NOx浓度、O2 浓度。电控单元通过CAN总线通讯，将测量气体的数值实时发送给汽车总控制中心（ECU），为SCR喷射量提供依据，以减少NOx的排放。
由于NOx传感器必须在发动机控制工作环境中工作，所以传感器必须具有以下
性能：（1）由于发动机燃料燃烧及其尾气排放管温度较高，要求传感器能够在较高的温度下工作；（2）要求传感器材料经受得住-20—900℃左右的经常性的温度突变的冲击；（3）对尾气中的氧化氮分压变化能做出极为快速的响应和恢复，且重复性、稳定性要好。
氮氧传感器器关键技术（传感单元）陶瓷芯片
氮氧传感器探头的核心是陶瓷芯片，泵氧腔室和加热铂电极都封装在芯片中。陶瓷芯片由多层氧化锆陶瓷片经一系列的工艺加工而成。第五层和第六层陶瓷间的为铂电阻，引出两个电极为加热电极正和加热电极负，在外加电压和电路控制的作用下，将整个芯片加热并稳定到最佳温度（600-800℃间某个精确值）。第四层陶瓷中封装一定体积的空气（氧气浓度为 20%），在第四层的空气腔中引出
一个电极作为参考电极。NOx传感器，由于产品使用环境特殊，采用电化学式结构迚行开发陶瓷芯片，该结构复杂，但输出信号稳 定、响应速度快、寿命长，产品满足柴油车尾气排放过程中对NOx的排放含量的监测。
陶瓷敏感部件内部包含多个陶瓷内腔体，涉及氧化锆、氧化铝及多种Pt系列金属导电浆料，其生产工艺复杂， 丝网印刷精度要求较高，材料配斱/稳定性、烧结工艺等匘配性要求需较好。陶瓷敏感部件是由多层厚度为 YSZ陶瓷流延基片为基材，在固定成型后的陶瓷基片上使 用丝网印刷成型多个导电电极、多个绝缘层、多个保护层等，再经过 叠层、等压、切割、烧结等工艺制 备而成。
氮氧传感器器关键技术（控制单元）控制器
NOx传感器控制系统处理属于弱信号处理，需要保持测试的灵敏性以实现功能腔室的高速动态平衡控制，同时兼顾弱信号处理时nA信号采集处理的准确性；NOx传感器控制系统根据能斯特斱程而来，着重在于弱电流信号的处理。
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