近年来，应用红外技术检测尾气组分浓度成为汽车尾气检测的发展趋势。本文以汽车尾气中的CO、CO2和HC为检测对象，分析了三种待测气体的红外吸收光谱，根据朗伯-比尔定律确定了尾气浓度检测的数学方法；建立了DIGA的数学模型，对定律中的两个主要影响参数进行了分析；基于大气吸收理论建立了待测尾气组分的红外吸收模型；为了消除气室光学器件等对系统透射比的影响，对系统透射比进行了修正，并给出了修正系数 K的计算方法；针对建立的吸收模型，进行了具体的实验验证。　　对DIGA型尾气检测系统的传感部分进行了设计，为了达到预期测量精度，对分光型红外尾气传感器的红外光源、光学器件和红外探测器进行了选择；设计了红外传感器的光路模型，即多光源多探测器的光路结构，采用双路径消除信号温漂与光源、探测器的不稳定性带来的系统误差；设置温度和压力传感器进行温度、压力补偿；采用具有参比气室的传感结构，消除了气室光学元件、灰尘和干扰气体等的影响，并对加入参比后的补偿效果进行了实验验证。　　采用C8051F020作为MCU，对所建立的模型及传感系统进行了软件和硬件的设计，通过软件编程对影响测量结果的环境因素进行补偿处理。最后对系统中误差产生的原因进行了分析，并提出了相应的改进措施，实验验证了系统的误差和准确性符合预期要求，系统性能得到很大提高。