Oksijen sensörü, motor egzoz gazındaki oksijen içeriğini tespit ederek karışık gazın konsantrasyon bilgilerini ECU'ya geri besler ve üç yollu katalizörden önce egzoz borusuna monte edilir.

Voltaj sinyali üretmek için kullanılan oksijen sensörünün hassas elemanı, dış yüzeyinde bir platin tabakası olan zirkonyum dioksit (ZRO2) ve platin elektrotu korumak için platin dışında bir seramik tabakasıdır. Oksijen sensörünün algılama elemanının iç tarafı atmosfere maruz kalır ve dış taraf motor tarafından boşaltılan egzoz gazından geçer. Sensörün sıcaklığı 300 ℃ üzerinde olduğunda, her iki taraftaki oksijen içeriği oldukça farklıysa, her iki tarafta bir elektromotif kuvvet üretilecektir. Sensörün içindeki oksijen içeriği yüksektir, çünkü atmosfere havalandırılır. Karışım ince olduğunda, egzoz gazındaki oksijen içeriği yüksektir. Sensörün iki tarafı arasındaki oksijen içeriği farkı çok küçüktür, bu nedenle üretilen elektromotif kuvvet de çok küçüktür (yaklaşık 0.1V). Bununla birlikte, karışım çok zengin olduğunda, egzoz gazındaki oksijen içeriği çok küçüktür, hassas elementin iki tarafı arasındaki oksijen konsantrasyonu farkı büyüktür ve üretilen elektromotif kuvvet de büyüktür (yaklaşık 0.8V). Oksijen sensörünün içindeki ısıtıcı, hassas elemanı normal şekilde çalışabilmesi için ısıtmak için kullanılır.

Oksijen sensörünün sinyal çıkışı yoksa veya çıkış sinyali anormalse, motorun yakıt tüketimini ve egzoz kirliliğini artıracak, bu da kararsız boşta hız, yanlış ve gevezelikle sonuçlanacaktır. Oksijen sensörünün yaygın hataları:

1) Manganez zehirlenmesi. Kurşunlu benzin artık kullanılmasa da, benzindeki antiknock ajanı manganez içerir ve yanmadan sonra manganez iyonları veya manganat iyonları oksijen sensörünün yüzeyine yol açacaktır, böylece normal sinyaller üretemez.

2) Karbon birikimi. Oksijen sensörünün platin tabakasının yüzeyi karbon tarafından ayrıldıktan sonra, normal voltaj sinyalleri üretilemez.

3) Oksijen sensörünün iç devresinde zayıf temas veya açık devre nedeniyle sinyal voltajı çıkışı yoktur.

4) Oksijen sensörünün seramik elemanı hasar görür ve normal voltaj sinyali üretemez.

5) Oksijen sensörü ısıtıcısının direnç teli yakılır veya devresi kırılır, bu da oksijen sensörünün normal çalışma sıcaklığına hızlı bir şekilde ulaşamamasını sağlar.