氧傳感器的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(高溫和鉑催化)，利用氧化鋯內外兩側的氧濃度差，光電傳感器，產生電位差，傳感器原理及應用，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際上不含氧，稀混合氣燃燒后生成的廢氣或因缺火產生的廢氣中含有較多的氧，奎文區傳感器，但仍比大氣中的氧少得多。 在高溫及鉑的催化下，速度傳感器，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內外表面上。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比廢氣一側吸附更多的負離子，兩側離子的濃度差產生電動勢。當套管廢氣一側的氧濃度低時，在電極之間產生一個高電壓(0。6～1V)，這個電壓信號被送到ECU放大處理，ECU把高電壓信號看作濃混合氣，而把低電壓信號看作稀混合氣。根據氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論空燃比來稀釋或加濃混合氣。

在加速方式下與BC的峰值毛刺形成一對一廢氣波形的氧傳感器信號雜波是一種非常重要的診斷信號，因為它意味著在有負荷的情況下點火出現斷火現象。通常，雜波幅度越大。在排氣中氧傳感器的成份就越多，所以雜波是由于進入催化器的反饋氣平均氧含量升高造成氧化氮排前增加的指示，在濃氧環境中(稀混合氣)催化器中的氧化氮不能被減少(化學地)。 綜上所述，已知一些反饋類型系統完全正常的氧傳感器波形上的雜波信號對廢氣或發動機性能不產生明顯影響
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