O sensor de oxigênio envia as informações de concentração do gás misturado para a ECU, detectando o conteúdo de oxigênio nos gases de escape do motor, e é instalado no tubo de escape antes do catalisador de três vias.

O elemento sensível do sensor de oxigênio usado para gerar o sinal de tensão é o dióxido de zircônio (ZrO2), que possui uma camada de platina em sua superfície externa e uma camada de cerâmica na parte externa da platina para proteger o eletrodo de platina. O lado interno do elemento sensor do sensor de oxigênio é exposto à atmosfera e o lado externo passa pelos gases de escape descarregados pelo motor. Quando a temperatura do sensor estiver acima de 300°C, se o teor de oxigênio em ambos os lados for bastante diferente, uma força eletromotriz será gerada em ambos os lados. O teor de oxigênio no interior do sensor é alto porque é ventilado para a atmosfera. Quando a mistura é fina, o teor de oxigênio nos gases de escape é alto. A diferença no teor de oxigênio entre os dois lados do sensor é muito pequena, portanto a força eletromotriz gerada por ele também é muito pequena (cerca de 0,1V). No entanto, quando a mistura é muito rica, o teor de oxigênio nos gases de escape é muito pequeno, a diferença de concentração de oxigênio entre os dois lados do elemento sensível é grande e a força eletromotriz gerada também é grande (cerca de 0,8V). O aquecedor dentro do sensor de oxigênio é usado para aquecer o elemento sensível para que ele funcione normalmente.

Se o sensor de oxigênio não tiver saída de sinal ou o sinal de saída for anormal, aumentará o consumo de combustível e a poluição do escapamento do motor, resultando em velocidade de marcha lenta instável, falha de ignição e trepidação. As falhas comuns do sensor de oxigênio são:

1) Envenenamento por manganês. Embora a gasolina com chumbo não seja mais usada, o agente antidetonante da gasolina contém manganês, e os íons manganês ou manganato após a combustão levarão à superfície do sensor de oxigênio, de modo que não poderá produzir sinais normais.

2) Deposição de carbono. Depois que a superfície da folha de platina do sensor de oxigênio é depositada em carbono, os sinais de tensão normais não podem ser gerados.

3) Não há saída de tensão de sinal devido a mau contato ou circuito aberto no circuito interno do sensor de oxigênio.

4) O elemento cerâmico do sensor de oxigênio está danificado e não pode gerar sinal de tensão normal.

5) O fio de resistência do aquecedor do sensor de oxigênio está queimado ou seu circuito está quebrado, o que torna o sensor de oxigênio incapaz de atingir rapidamente a temperatura normal de trabalho.