Взаимодействие датчика кислорода Figaro KE25 с Arduino Uno

Я пытался подключить датчик кислорода на свинцовом топливном элементе Figaro KE25 2 к Arduino Uno. Я не получаю требуемый вывод на последовательном мониторе для обычного воздуха (концентрация кислорода 19%).

Я приложил скетч, который я напечатал, выход, который я получил на последовательном мониторе, выход (мВ) в зависимости от концентрации кислорода (% ) график датчика Figaro KE25, который я получил из технического описания, химические реакции, управляющие работой датчика, схема цепи, которую я использовал, и конструкция датчика.

В этом вопросе; Сначала я объясню датчик, затем схему, затем скетч и, наконец, проблему с выходом.

В электронике анод — это положительный электрод, а катод — отрицательный электрод. В электрохимии анод — это отрицательный электрод, а катод — это положительный электрод. . Проверьте изображение конструкции датчика, которое я предоставил, полученное из таблицы данных.[![изображение конструкции датчика][1]][1] Полный технический паспорт

Катод, то есть положительный электрод, является чувствительным электродом (здесь потребляется кислород и генерируется электрический ток). Поскольку датчик (топливный элемент) генерирует ток, питание датчика не требуется. Проверьте представленное изображение химических реакций (полученное из полного технического паспорта датчика). Технический паспорт

Рассматриваемый датчик представляет собой датчик аналогового типа напряжения. Помня об этом и обо всем, что я упомянул выше, я построил следующую схему с помощью Arduino Uno. Обратите внимание на картинку, которую я выложил. Я подключил катод (чувствительный положительный электрод красного цвета) к аналоговому контакту A0 Arduino и анод (отрицательный электрод) к земле Arduino.

Скетч, который я использовал, выглядит следующим образом:

 /*the analog pin of the alcohol sensor goes into analog pin A0 of the  
 Arduino*/

 void setup()
 {
     Serial.begin(9600); // устанавливает скорость передачи данных
 }

 void loop()
 {
     float v1;
     float oxy = 0.0;
     float v2 = 0.0;
     pinMode(A0,INPUT_PULLUP);

     /*To make sure that reading is zero when the circuit is open*/

     v1 = analogRead(A0); 

     /*reads the analog value from the Oxygen gas sensor and this value can
     be anywhere from 0 to 1023 (10 bit ADC used in Arduino Uno)*/ 

     if(v1>900) //Чтобы убедиться, что показания равны нулю, когда цепь разомкнута
     {
         v1=0;
     }
     v2 = (v1*3000)/992; 

     /*The above line calculates the output of the sensor in mV using the
     fact that a HIGH reading in an input pin of an Arduino Uno board is
     equivalent to a voltage of 3V or higher. When I displayed just 'v1',
     the lowest of the high values I got was 992. So I equated it to 3V
     (3000mV) and used the unitary method to find out what a non-HIGH v1 
     value would be in terms of mV.*/

     oxy = v2/0.6; 

     /*The above line calculates the Oxygen concentration from the mV output 
     of the sensor using the output(mV) vs concentration(%) graph from the 
     sensor's datasheet. The graph is a straight line passing through (0,0) 
     and hence the governing equation is of the form y = m * x. Where 'y' is 
     'v2' and 'x' is Oxygen conc. in %.*/

     Serial.print("Oxygen value: ");
     Serial.print(v1);
     Serial.print("    ");
     Serial.print(v2);
     Serial.print("mV    ");
     Serial.print(oxy);//выводит значение кислорода
     Serial.println("%");

     delay(1000);
 }

График выхода (мВ) и концентрации кислорода (%), приведенный в таблице данных, показан ниже. Следует учитывать прямую линию, обозначенную как «KE25». Информация о продукте (техническое описание)

вывод, который я получил на последовательном мониторе, выглядит следующим образом:

Такое высокое напряжение от датчика невозможно. Мое выходное чтение вообще невозможно. Где я допустил ошибку и как ее исправить?

Обновление 1: я изменил строку pinMode(A0,INPUT_PULLUP) на pinMode(A0,INPUT). Теперь я получаю разумные значения на своем последовательном мониторе. Однако я также получаю много выходных значений «0» (много). Я также получаю много случайных значений (много). Мне нужно больше информации о том, как подключить кислородный датчик типа топливного элемента с помощью Arduino Uno с точки зрения того, как получить правильное значение напряжения на таком датчике. Я не нашел вопросов по электрохимическому взаимодействию с кислородным датчиком типа топливного элемента. Все заданные вопросы касаются датчиков, которым требуется источник питания. В случае датчиков кислорода на топливных элементах ток генерируется при обнаружении кислорода, и, следовательно, источник питания не требуется. Кроме того, если кто-то занимается электрохимией, как мне проверить выходное напряжение датчика кислорода на топливном элементе с помощью вольтметра? Я использую вольтметр постоянного тока или вольтметр переменного тока?

Обновление 2. Я внес изменения в код на основе предложений @EdgarB. Результат, который я получаю сейчас, лучше, но все же неправильный. Я проверил, работают ли датчики, которые я использую, с помощью мультиметра (я подтвердил, что метод, который я использую, верен, и это так), и они работают. Значения кислорода, которые я получаю сейчас, все еще очень низкие: 6-8%. Я должен получить: 19-21%. Я использовал опорное напряжение 600 мВ и изменил код.

Измененный код:

 void setup()

 {

     Serial.begin(9600);//устанавливает скорость передачи
     analogReference(INTERNAL);
 }

 void loop()
 {
     const float A_REF = 0.6e3;
     const float Scalc = (1/0.6);

     float v1;
     float oxy = 0.0;
     float v2 = 0.0;
     pinMode(A0, INPUT); 
     v1 = analogRead(A0);
     v2 = (v1 * A_REF) / 1024;
     oxy = v2 * Scalc;
     Serial.print("Oxygen value: ");
     Serial.print(v1);
     Serial.print("    ");
     Serial.print(v2,4);
     Serial.print("mV    ");
     Serial.print(oxy,4);//выводит значение кислорода
     Serial.println("%");
     delay(1000);
 }

Вывод: