汽车尾气中含有许多有害的化合物,快速准确地获取污染气体浓度信息的技术能力已成为环境保护的重要组成部分。为实现对汽车尾气中二氧化碳、一氧化碳以及碳氢化合物的同时检测,本文通过研究非分光红外(NDIR)法的基本原理,开展了一种新型的汽车尾气测量仪表的设计工作。本文首先使用Lambert Beer定律对非分光红外法测量气体浓度进行理论模拟,在此基础上引入多通道检测方法并结合公式推导阐述气体浓度计算的工作机理。测量仪表选用了宽光谱热辐射光源IRL715、圆柱形气室结构以及四通道热电堆探测器TPS4339等关键元件,有效提高系统的测量精度。其次,以STM32为控制电路的核心处理器,实现了光源驱动电路、信号处理电路和单片机控制电路等外围电路的设计。在硬件设计的基础上,对STM32单片机进行上位机的软件开发以及和电脑端的串口通信,降低了数据获取的难度和系统整体的复杂度。为了排除误差的干扰以实现气体的定量分析,通过引入支持向量机算法对模型进行修改,采用自适应粒子群算法对核函数的参数进行优化。最后,搭建针对汽车尾气传感器的测试环境,完成气体的标定实验和系统的性能测试。使用标准浓度的气体,测量相应气体通道与参考通道的比率,并将测量的气体浓度拟合到PSO-SVM模型。由此得到两者的非线性函数关系,将该关系代入测试样品的数据集中,使待测气体的浓度值由气体通道与参考通道的比率反推出。实验结果证明:该测量仪表的相对误差在±1%以内,在灵敏度和稳定性等性能方面都能达到同类产品水平,可以初步运用于汽车尾气的测量和分析。