在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空燃比，三元催化劑對(duì)CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測(cè)排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號(hào)，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。
電噴車為獲得高排氣凈化率，降低排氣中（CO）一氧化碳、（HC）碳?xì)浠衔锖停∟Ox）氮氧化合物成份，必須利用三元催化器。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通常裝在排氣歧管與消聲器之間。氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比（14.7：1）附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來(lái)檢測(cè)排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當(dāng)實(shí)際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)（小電動(dòng)勢(shì)：O伏）通知ECU。當(dāng)空燃比比理論空燃比低時(shí)，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)（大電動(dòng)勢(shì)：1伏）通知（ECU）電腦。
氧傳感器利用了Nernst原理。
其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一種固態(tài)電解質(zhì)，兩側(cè)面分別燒結(jié)上多孔鉑（Pt）電極。在一定溫度下，由于兩側(cè)氧濃度不同，高濃度側(cè)(陶瓷管內(nèi)側(cè)4)的氧分子被吸附在鉑電極上與電子（4e）結(jié)合形成氧離子O2-，使該電極帶正電，O2-離子通過(guò)電解質(zhì)中的氧離子空位遷移到低氧濃度側(cè)(廢氣側(cè))，使該電極帶負(fù)電, 即產(chǎn)生電勢(shì)差。
當(dāng)空燃比較低時(shí)(濃混合氣)，廢氣中的氧較少，因此陶瓷管外側(cè)氧離子較少，形成1.0V左右的電動(dòng)勢(shì)；
當(dāng)空燃比等于14.7時(shí)，此時(shí)陶瓷管內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為0.4V~0.5V， 該電動(dòng)勢(shì)為基準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)；
當(dāng)空燃比較高時(shí)（稀混合氣），廢氣中氧含量較高，陶瓷管內(nèi)外的氧離子濃度差較小，所以產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)很低，接近為零。
加熱型氧傳感器：
- 加熱型氧傳感器抗鉛能力強(qiáng)；
- 對(duì)排氣溫度依賴少，能在負(fù)荷低、廢氣溫度較低的情況下照常發(fā)揮作用；
- 起動(dòng)后迅速進(jìn)入閉環(huán)控制
氧傳感器是汽車上的標(biāo)準(zhǔn)配置，它是利用陶瓷敏感元件測(cè)量汽車排氣管道中的氧電勢(shì)，由化學(xué)平衡原理計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氧濃度，達(dá)到監(jiān)測(cè)和控制燃燒空燃比，以保證產(chǎn)品質(zhì)量及尾氣排放達(dá)標(biāo)的測(cè)量元件。氧傳感器廣泛應(yīng)用于各類煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體的氣氛控制，它是目前最佳的燃燒氣氛測(cè)量方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、維護(hù)容易、使用方便、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。運(yùn)用該傳感器進(jìn)行燃燒氣氛測(cè)量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源。
汽車上的氧傳感器工作原理與干電池相似，傳感器中的氧化鋯元素起類似電解液的作用。其基本工作原理是：在一定條件下，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，且濃度差越大，電位差越大。大氣中氧的含量為21%，濃混合氣燃燒后的廢氣實(shí)際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。 在高溫及鉑的催化下，帶負(fù)電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)外表面上。由于大氣中的氧氣比廢氣中的氧氣多，套管上與大氣相通一側(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負(fù)離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)。
當(dāng)汽車套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時(shí)，在氧傳感器電極之間產(chǎn)生一個(gè)高電壓（0.6～1V），這個(gè)電壓信號(hào)被送到汽車ECU放大處理，ECU把高電壓信號(hào)看作濃混合氣，而把低電壓信號(hào)看作稀混合氣。根據(jù)氧傳感器的電壓信號(hào)，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論最佳空燃比來(lái)稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計(jì)量的關(guān)鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(shí)（端部達(dá)到300°C以上）其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800°C時(shí)，對(duì)混合氣的變化反應(yīng)最快，而在低溫時(shí)這種特性會(huì)發(fā)生很大變化。
裝有排氣氧傳感器的電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)，如果在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速無(wú)力、油耗增加、尾氣超標(biāo)等故障而供油、點(diǎn)火裝置又無(wú)其他故障，那么極有可能是氧傳感器及相關(guān)線路出了問(wèn)題。
大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)都有自檢功能，當(dāng)氧傳感器或相關(guān)部位發(fā)生故障時(shí)，電腦會(huì)自動(dòng)記下故障內(nèi)容，維修人員只需用專門的解碼器讀出故障代碼即可發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。但如果沒(méi)有專用設(shè)備怎么辦呢？這里有幾個(gè)方法可以很快檢查出氧傳感器的好壞。
如果懷疑怠速不穩(wěn)或加速不良等故障是氧傳感器引起的，檢修時(shí)只需拔下氧傳感器接頭，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的故障消失，則說(shuō)明氧傳感器已經(jīng)損壞，必須更換，如果發(fā)動(dòng)機(jī)故障依舊，那么還要從其他地方找原因。
利用高阻抗的電壓表也可以檢查出氧傳感器的好壞。把電壓表并聯(lián)在氧傳感器的輸出端，正常情況下，電壓應(yīng)在0－1V之間變化，中值在500mV左右，如果輸出電壓長(zhǎng)時(shí)間保持某一數(shù)值而無(wú)變化，則表明氧傳感器已經(jīng)損壞。
實(shí)際上，氧傳感器是一個(gè)相當(dāng)耐用的部件，只要燃油質(zhì)量過(guò)關(guān)，它可以使用3年或更長(zhǎng)的時(shí)間。氧傳感器的非正常損壞大多是由于燃油中含鉛量超標(biāo)造成的。這一點(diǎn)，駕駛裝有三元催化裝置汽車的司機(jī)務(wù)必要加以重視.
