Il sensore di ossigeno restituisce le informazioni sulla concentrazione del gas miscelato all'ECU rilevando il contenuto di ossigeno nei gas di scarico del motore ed è installato sul tubo di scarico prima del catalizzatore a tre vie.

L'elemento sensibile del sensore di ossigeno utilizzato per generare il segnale di tensione è il biossido di zirconio (ZrO2), che ha uno strato di platino sulla superficie esterna e uno strato di ceramica all'esterno del platino per proteggere l'elettrodo di platino. Il lato interno dell'elemento sensibile del sensore di ossigeno è esposto all'atmosfera e il lato esterno passa attraverso il gas di scarico scaricato dal motore. Quando la temperatura del sensore è superiore a 300 ℃, se il contenuto di ossigeno su entrambi i lati è abbastanza diverso, verrà generata una forza elettromotrice su entrambi i lati. Il contenuto di ossigeno all'interno del sensore è elevato perché è ventilato nell'atmosfera. Quando la miscela è fluida, il contenuto di ossigeno nei gas di scarico è elevato. La differenza del contenuto di ossigeno tra i due lati del sensore è molto piccola, quindi anche la forza elettromotrice da esso generata è molto piccola (circa 0,1 V). Tuttavia, quando la miscela è troppo ricca, il contenuto di ossigeno nel gas di scarico è molto piccolo, la differenza di concentrazione di ossigeno tra i due lati dell'elemento sensibile è elevata e anche la forza elettromotrice generata è elevata (circa 0,8 V). Il riscaldatore all'interno del sensore di ossigeno viene utilizzato per riscaldare l'elemento sensibile in modo che possa funzionare normalmente.

Se il sensore dell'ossigeno non ha alcun segnale in uscita o il segnale in uscita è anomalo, aumenterà il consumo di carburante e l'inquinamento dello scarico del motore, provocando un regime minimo instabile, mancate accensioni e vibrazioni. I guasti comuni del sensore di ossigeno sono:

1) Avvelenamento da manganese. Sebbene non venga più utilizzata la benzina con piombo, l'agente antidetonante della benzina contiene manganese e gli ioni manganese o manganato dopo la combustione si depositano sulla superficie del sensore di ossigeno, impedendogli di produrre segnali normali.

2) Deposizione di carbonio. Dopo che la superficie del foglio di platino del sensore di ossigeno è stata depositata con carbonio, non è possibile generare i normali segnali di tensione.

3) Non c'è tensione di uscita del segnale a causa di un contatto difettoso o di un circuito aperto nel circuito interno del sensore di ossigeno.

4) L'elemento ceramico del sensore di ossigeno è danneggiato e non può generare il normale segnale di tensione.

5) Il filo di resistenza del riscaldatore del sensore di ossigeno è bruciato o il suo circuito è rotto, il che impedisce al sensore di ossigeno di raggiungere rapidamente la normale temperatura di esercizio.