从磁动式测氧仪的工作原理,分析仪器中充氮哑铃球的扭转角度与氧含量的关系.利用居里定律,推导气体的体积磁化率随温度的变化公式.实验测出测氧仪中光点在CCD的像元值随氧气百分比及温度变化的规律,得出对定标和温度补偿数据的处理可采用二次曲线拟合;在不同温度点对CCD像元值长时间观测比较,得出仪器的校零应采用曲线平移方案处理.

介绍常见气体磁化率，利用氧气顺磁性，且磁化率明显高于其它气体的物理特性，分析磁动式测量混合气体中氧气含量的方案。通过在非均匀磁场悬挂一对充氮玻璃小球构成测量池；采用光杠杆对哑铃球扭转的角度信号进行放大，由CCD对光点位置信号进行探测，以提高分析仪灵敏度和精度；由NO、NO2的磁化率特性分析这两种气体对分析仪的影响，说明测氧仪的应用环境。通过对CCD像元值随气体氧含量、温度变化规律的分析，得出分析仪的分辨率可达0．048％以上；CCD像元值随氧含量变化、随温度变化基本呈线性关系，数据处理后可使仪器有较高的精度。

提出一种基于单片机的多功能测氧仪的设计方法，该测氧仪能准确测量空气中氧气的体积分数并实时显示。当氧气的体积分数超过事先设定的上下限时，系统可报警并及时通过串口和外部设备进行通信。在测氧仪按键电路和显示电路设计中提出一种复用I／O口设计方法，使电路得到更好的集成，降低测氧仪成本。