為什么要研究進(jìn)口氧傳感器波形上的雜波信號(hào)呢?這是因?yàn)殡s波可能是由于燃燒效率低造成的，只要上流動(dòng)系統(tǒng)不是處在正確的工作狀態(tài)下，催化器就不能被地測試，氧傳感器波形的雜波能警告各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸性能的下降，這時(shí)廢氣診斷是zui主要的。因?yàn)樗馨l(fā)現(xiàn)催化器轉(zhuǎn)換效率的降低和個(gè)別氣缸的性能降低。雜波信號(hào)也妨礙燃油反饋控制系統(tǒng)控制器的正常運(yùn)行，“燃油反饋控制系統(tǒng)控制器”專門指起作用的軟件程序，進(jìn)口氧傳感器是接受進(jìn)口氧傳感器電壓信號(hào)并計(jì)算正確的即時(shí)噴油或混合氣控制命令的程序。 進(jìn)口氧傳感器種類很多，現(xiàn)在研究zui多的是氣體氧傳感器，進(jìn)口氧傳感器用于測量氣相中氧的濃度或氧分壓，還有用來測量水中溶解氧濃度的溶氧分析儀等其它類型。這些氧傳感器結(jié)構(gòu)不同，但均采用電化學(xué)原理。
1 、氣體氧傳感器
這種進(jìn)口氧傳感器基本上分為兩大類，一類是固體電解質(zhì)氧傳感器。以二氧化鋯氧傳感器為例，它以對氧離子有較高導(dǎo)電能力的 ZrO 2 作基質(zhì)，兩面設(shè)有對氧有催化還原作用的鉑電極，將其置于含氧的參比氣體和待測氣體中。按能斯特公式測得此電池電動(dòng)勢E及已知參比氣體中氧的分壓 PO2 ，即可求得待測氣體中氧含量。
由于電池電動(dòng)勢E與待測氣體中氧含量成對數(shù)關(guān)系，故信號(hào)不易處理，研究者在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行改進(jìn)，又研制成了極限電流型氧傳感器。它是靠外加電壓驅(qū)動(dòng)電池反應(yīng)的，當(dāng)外電壓增至某一值時(shí)，氣相氧擴(kuò)散至電極表面的速度跟不上電極還原反應(yīng)的速度，回流中出現(xiàn)飽和的電流值，此電流不隨外加電壓增大而增加，被稱為極限電流，其大小與氧濃度呈線性關(guān)系。此類傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、信號(hào)易于處理、不帶有參比氣體和易于微型化的優(yōu)點(diǎn)，已成功地用于汽車乏氧檢測中，節(jié)能效果很顯著。
另一大類為催化電化學(xué)氧傳感器，進(jìn)口氧傳感器是根據(jù)與氧氣有關(guān)的催化電極的反應(yīng)來測定待測氣氛中氧濃度的。進(jìn)口氧傳感器也有兩種型號(hào)：一種為電極恒電位電解式，另一種為原電池型氧傳感器，兩者都以對氧有催化還原活性的金屬為陰極，以不能極化的金屬，（如 Pb 、 Cu 、 Cd 等）為陽極，電解質(zhì)一般。
采用堿或酸及其鹽的溶液。近幾年來，隨著實(shí)際應(yīng)用的要求，這兩種氧傳感器都在向兩電極系統(tǒng)方向發(fā)展，尤其是利用透氧高分子薄膜來測定氣體中或溶液中氧濃度的隔膜型氧傳感器發(fā)展zui迅速。
2 、測量溶解氧的濃度的進(jìn)口氧傳感器
進(jìn)口氧傳感器是指溶解在水中的氧氣，它在河流、湖泊、海洋中都大量的存在，是檢測水質(zhì)和環(huán)境污染程度的重要指標(biāo)。用 傳統(tǒng)的化學(xué)法（如碘量滴定法）測定水溶液中的溶解氧很費(fèi)時(shí)的，且成本高，不能連續(xù)測量 ，而用滴汞電極的極譜分析zui為簡單。但是， DME 的一些特性又影響了它在現(xiàn)場工作中的應(yīng)用。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難，但在一些生物介質(zhì)中就失效。這種電極利用 膜可滲透氧但不能滲透水和有機(jī)及無機(jī)溶質(zhì)的原理，保護(hù)電極不與這類還原物質(zhì)緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。
當(dāng)前用來測量水中溶解氧濃度zui常用的儀器就是電化學(xué)傳感器。進(jìn)口氧傳感器主要有兩種類型：一是根據(jù)電池原理而設(shè)計(jì)的，本身就是個(gè)電池，不需外加電壓，可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。測量時(shí)將其放入待測溶液，水中溶解氧透過透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當(dāng)兩輸出端接上負(fù)載電路時(shí)，氧在陰極表面上發(fā)生還原反應(yīng)。對于結(jié)構(gòu)和透氧膜確定的傳感器而言，在一定溫度下，進(jìn)口氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓成正比，因此，測定電流即可知氧濃度。
另一種用來測量水中溶解氧的濃度的傳感器 為電極恒電位電解式進(jìn)口氧傳感器。在其兩電極之間加一適當(dāng)?shù)臉O化電壓，此時(shí)溶解氧透過高分子膜，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生了正比于試樣溶液中氧濃度的電流。當(dāng)電極結(jié)構(gòu)固定時(shí)，在一定溫度下，擴(kuò)散電流的大小只與樣品氧濃度成正比例關(guān)系，測得電流值大小，便可知待測試樣中氧的濃度。
進(jìn)口氧傳感器的故障會(huì)產(chǎn)生如下影響，當(dāng)氧傳感器或線路有故障時(shí)，容易產(chǎn)生下列故障：①廢氣排放超標(biāo)；②怠速不穩(wěn)；③空燃比不正確；④油耗上升。氧傳感器失效后，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)，油耗增加，排氣管冒黑煙。常見故障是氧傳感器因堵塞中毒而失效。
進(jìn)口氧傳感器產(chǎn)生上述故障的原因主要有以下幾點(diǎn)。
a、氧傳感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲擊或用強(qiáng)烈氣流吹洗都可能使其碎裂而失效。處理時(shí)要特別小心，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。
b、氧傳感器內(nèi)部進(jìn)入油污或塵埃等沉積物時(shí)，阻礙外部空氣進(jìn)入氧傳感器內(nèi)部，會(huì)使傳感器的輸出信號(hào)改變，不能正確修正空燃比。表現(xiàn)為油耗上升，排放濃度明顯增加，此時(shí)將沉積物除凈就會(huì)使其恢復(fù)正常工作。
c、氧傳感器中毒，尤其是在以前使用加鉛汽油，使氧傳感器鉛中毒而失效。另外，氧傳感器發(fā)生硅中毒也是常有的事。汽油和潤滑油中含有的硅化合物燃燒后生成的二氧化硅，硅橡膠密封墊圈使用不當(dāng)散發(fā)出的有機(jī)硅氣體，都會(huì)使傳感器失效。因此，要使用質(zhì)量高的燃油和潤滑油。修理時(shí)要正常選用和安裝橡膠膠墊，傳感器上涂制造廠規(guī)定使用的溶劑和防粘劑等。
d、對于進(jìn)口氧傳感器，如果加熱器電阻燒蝕，很難使傳感器達(dá)到正常工作溫度而失去作用。一般加熱電阻的阻值為5～7Ω，如果電阻值為無窮大，則應(yīng)更換傳感器。
