氧化锆氧传感器工作原理

氧化锆氧量分析仪的工作原理
氧化锆氧量分析仪的基本原理是：以氧化锆作固体电解质，高温下的电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池，浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。

在600~1200℃高温下，经高温焙烧的氧化锆材料对氧离子有良好传导性。

在氧化锆管两侧氧浓度不等的情况下，浓度大的一侧的氧分子在该侧氧化锆管表面电极上结合两个电子形成氧离子，然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧泳动，当到达低浓度一侧时在该侧电极上释放两个电子形成氧分子放出，于是在电极上造成电荷累积，两电极之间产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直至达到动平衡状态，这就形成浓差电池，它所产生的与两侧氧浓度差有关的电势，称作浓差电势。

这样，如果把氧化锆管加热至一大于600℃的稳定温度，在氧化锆两侧分别流过总压力相同的被测气体和参比气体，则产生的电势与氧化管的工作温度和两侧的氧浓度有固定的关系。

如果知道参比气体浓度，则可以根据氧化锆管两侧的氧电势和氧化锆管的工作温度计算出被测气体的氧浓度。

为了正确测量烟气中氧含量，使用氧化锆氧量分析仪时必须注意以下几点：
（1）为确保输出不受温度影响，氧化锆管应处于恒定温度下工作或
在仪表线路中附加温度补偿措施。

（2）使用中应保持被测气体和参比气体的压力相等，只有这样，两种气体中氧分压之比才能代表两种气体中氧的百分容积含量（即氧浓度）之比。

因为当压力不同时，如氧浓度相同，氧分压也是不同的。

（3）必须保证被测气体和参比气体都有一定的流速，以便不断更新。

氧化锆氧气传感器工作原理
氧化锆氧气传感器是一种用于测量氧气浓度的传感器，在工业自动化控制、燃气检测等领域得到广泛应用。

其工作原理主要基于氧化锆电解池的化学反应和电化学性质。

氧化锆氧气传感器由氧化锆电解池和测量电路组成。

在氧化锆电解池中，气体与电解液接触后，氧气被还原，并在电极上发生氧化反应。

这些反应会导致氧化锆电解池的电势发生变化。

测量电路通过测量电势差来确定氧气浓度。

在工作时，传感器将所测气体通入氧化锆电解池中，并在电解池内施加电压。

由于氧化锆电解池的化学反应，电极上会产生一定的电势差。

传感器会将这个电势差转换成电信号，然后通过放大、滤波和反馈控制等环节，最终得到可靠的氧气浓度值。

氧化锆氧气传感器的工作原理有一定的局限性。

这种传感器只能测量氧气浓度，不适用于其它气体。

传感器的测量精度也会受到诸如温度、湿度等环境因素的影响。

在具体应用中，需要根据实际情况选取合适的传感器，并针对具体应用场景进行相应的校准和调试。

氧探头工作原理氧探头又称氧化锆浓差电池，它的工作原理(见示意图)是：以高温氧化锆作固体电解质，在高温下若电解质两侧氧浓度不同时，便形成氧浓差电池。

浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量浓差电势来测量另一侧的氧含量。

氧化锆固体电解质是在氧化锆（ZrO2）中掺入一定数量的氧化钙（CaO）,经高温焙烧而成。

在氧化锆电介质的内外壁上用高温烧结(或压紧)的方法附上不易氧化的多孔性（网状）白金电极和电极（丝）引线。

经过上述掺杂和焙烧而成的氧化锆，其晶型为稳定的立方晶体，晶体中部分四价锆离子被二价钙离子所取代而形成氧离子空穴。

由于氧离子空穴的存在，在600-1200℃高温下，这种氧化锆材料就成为对氧离子有良好的传导性的固体电解质。

在氧化锆两侧氧浓度不等时，浓度大的一侧的氧原子在该侧的表面电极上结合两个电子形成氧离子（1/2 O2+2e- - O-）,然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧运动，当到达低浓度一侧时，便在该侧电极上释放两个电子并结合成氧分子放出（O- -1/2 O2+2e-）,于是在高氧侧和低氧侧电极上分别造成正负电荷积累，产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直至达到平衡为止，从而形成氧浓差电池。

氧探头在可空气氛加热炉中使用的药店及常见故障1.在可控气氛加热炉中氧探头的使用要点（1）氧探头属于一种高精度、高灵敏的传感器，其核心元件氧化锆头是球状或管状结构陶瓷件，很容易受冲击破碎。

在新的氧探头使用前，应仔细检查氧探头是否受过碰撞，氧探头是否有弯曲，氧探头外管有无裂纹，探头部位氧化锆是否有裂纹或破裂、或有陶瓷装碎片；轻轻摇动氧探头，听听氧探头内部是否有响声。

如有响声，可能是氧探头的氧化锆已经破裂。

（2）氧探头在安装时要注意安装位置插入炉膛50-100mm，安装在炉气较稳定的区域内。

不要靠近各种渗剂的滴注口、分扇附近；不要安装在炉内口、角落、震动大的部位。

聚光湿氧一体氧化锆是一种用于测量气体中氧气浓度的传感器。

该传感器结合了聚光技术和湿氧测量技术，通过氧化锆材料来实现对氧气浓度的精确测量。

聚光湿氧一体氧化锆传感器的工作原理是基于氧化锆材料的电导率变化来测量氧气浓度。

在氧化锆材料中，氧离子的浓度随着氧气浓度的变化而变化，从而导致材料的电导率发生变化。

通过测量这种电导率变化，可以确定气体中的氧气浓度。

与传统的湿氧传感器相比，聚光湿氧一体氧化锆传感器具有更高的灵敏度和更快的响应时间。

此外，它还具有更好的抗干扰能力和稳定性，能够在各种环境条件下实现准确的氧气浓度测量。

聚光湿氧一体氧化锆传感器广泛应用于各种工业领域，如燃烧控制、环境监测、医疗诊断等。

在这些应用中，聚光湿氧一体氧化锆传感器能够提供准确可靠的氧气浓度数据，帮助用户实现更好的过程控制和产品质量保障。

总之，聚光湿氧一体氧化锆传感器是一种先进的氧气浓度测量技术，具有高精度、高灵敏度、快速响应和良好稳定性等优点，在各种工业领域中具有广泛的应用前景。

氧探头工作原理氧探头又称氧化锆浓差电池，它的工作原理(见示意图)是：以高温氧化锆作固体电解质，在高温下若电解质两侧氧浓度不同时，便形成氧浓差电池。

浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度固定，即可通过测量浓差电势来测量另一侧的氧含量。

氧化锆固体电解质是在氧化锆（ZrO2）中掺入一定数量的氧化钙（CaO）,经高温焙烧而成。

在氧化锆电介质的内外壁上用高温烧结(或压紧)的方法附上不易氧化的多孔性（网状）白金电极和电极（丝）引线。

经过上述掺杂和焙烧而成的氧化锆，其晶型为稳定的立方晶体，晶体中部分四价锆离子被二价钙离子所取代而形成氧离子空穴。

由于氧离子空穴的存在，在600-1200℃高温下，这种氧化锆材料就成为对氧离子有良好的传导性的固体电解质。

在氧化锆两侧氧浓度不等时，浓度大的一侧的氧原子在该侧的表面电极上结合两个电子形成氧离子（1/2 O2+2e- - O-）,然后通过氧化锆材料晶格中的氧离子空穴向氧浓度低的一侧运动，当到达低浓度一侧时，便在该侧电极上释放两个电子并结合成氧分子放出（O- -1/2 O2+2e-）,于是在高氧侧和低氧侧电极上分别造成正负电荷积累，产生电势，此电势阻碍这种迁移的进一步进行，直至达到平衡为止，从而形成氧浓差电池。

氧探头在可空气氛加热炉中使用的药店及常见故障1.在可控气氛加热炉中氧探头的使用要点（1）氧探头属于一种高精度、高灵敏的传感器，其核心元件氧化锆头是球状或管状结构陶瓷件，很容易受冲击破碎。

在新的氧探头使用前，应仔细检查氧探头是否受过碰撞，氧探头是否有弯曲，氧探头外管有无裂纹，探头部位氧化锆是否有裂纹或破裂、或有陶瓷装碎片；轻轻摇动氧探头，听听氧探头内部是否有响声。

如有响声，可能是氧探头的氧化锆已经破裂。

（2）氧探头在安装时要注意安装位置插入炉膛50-100mm，安装在炉气较稳定的区域内。

不要靠近各种渗剂的滴注口、分扇附近；不要安装在炉内口、角落、震动大的部位。

氧化锆传感器----测量原理的种类和异同一．Lambda传感器或能斯特感应单元测量原理：这些传感器原理是利用氧化锆在高温时释放氧离子的特性。

混合气体的氧气浓度通过测量能斯特电压得出。

能斯特电压取决于混合气体氧分压（P1），参考气体氧分压（Pref）和温度（K）。

参考气体一般用普通大气。

有些行业使用金属和金属氧化物的混合物作为氧气参考值。

这些传感器的用户有来自于锅炉或燃烧器及工业处理过程（制陶，玻璃，石化）等行业。

它们的优势是测量范围宽，可以用于恶劣的环境和高湿高温的场合。

劣势是它们工作时需要参考气体，需要严格的气密控制，致使价格非常昂贵（例如，yokogawa 一套需要四千到六千美金），而且只有在高浓度氧测量时才能保证精度。

附加信息：Lambda传感器有一款专用于汽车的测氧单元。

它用来控制汽车催化剂转换的过程。

虽然这款传感器也用于其它的场合，但是它的精度确实很差（5%-10%O2），精度差的主要原因是传感单元的结构问题。

传感器里面的加热丝会造成传感单元的内外温差很大（大部分应用外部温度都比较低）。

氧化锆/铂有一个高的热电压特性（0.5V/C）。

温度造成的热电压与能斯特电压是同样的值；它们都依赖于氧压和温度。

二．扩散限制氧传感器测量原理：扩散限制氧传感器原理是基于氧气对氧化锆的作用属性。

当氧化锆从一个小的空间把氧分子泵走时，氧气会通过小孔或孔层扩散进入这个小空间，泵电流大小取决于温度，扩散孔径的大小和环境的氧气浓度。

这类传感器用户主要是测试测量设备行业，医疗行业和燃烧应用。

使用这类传感器的好处是成本低，体积小和功耗低，而且测量原理简单，也可以用来测量水蒸汽浓度。

然而，这类传感器对压力变化和气体污染非常敏感（因为含有很多小孔和孔层）。

附加信息：日本公司Nippon利用此原理制造出汽车用的氧气传感器。

像lambda传感器，该传感器包含一个具有传感功能的嵌环，加热元件在嵌环内部。

氧气从加在陶瓷外部的多孔扩散板被泵入。

氧传感器的功能及工作原理氧传感器的功能测定发动机排气中氧气含量，确定汽油与空气是否完全燃烧。

电子控制器根据这一信息实现以过量空气系数λ=1为目标的闭环控制，以确保三元催化转化器对排气中H C、CO和NOX三种污染物都有最大的转化效率。

工作原理氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用，其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆骨外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。

大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。

特点抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。

氧传感器的常见故障氧传感器中毒氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。

如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。

但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。

（激光氧气传感器能避免中毒因造价太高实际还未应用）积碳由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。

产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。

此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。

氧传感器陶瓷碎裂氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。

因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。

加热器电阻丝烧断对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。

氧传感器内部线路断脱氧传感器的常见故障及检查方法在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上，氧传感器是必不可少的元件。

2）氧化锆检测元件 3）非消耗性技术 4）无需温度温度，无需参考气体 5）高精度 6）线性输出信号 7 )与外部接口板配合工作 <!--
2) 氧压范围 2 mbar...3 bar 3) 高稳定性和精度，可测量 0…100%氧 4) 对于其他气体无交叉干扰 5) 无需温度稳定 6) 内置加热元件 7) 允许气温温度-100~400°C 螺纹式高温氧化锆氧气传感器(O2 传感器) - O2S-FR-T2-18A/B/C 特点 1）氧化范围： 2mbar-3bar
e0 基本电荷 (e0 = 1.602x10-19C) ci 离子浓度（mol/kg） 市面上的许多氧气传感器通常仅采用上述两种属性中的一种，但 SST 的 氧化锆氧气传感器同时应用了上述两种原理。这样可以消除对密封参考气体 的需要，使传感器在多种不同的氧气压力环境下更加通用 工采网小编推荐 SST 18A/B/C O2S-FR-T2 氧化锆氧气传感器特点 1) 非消耗性的氧化锆传感元件 氧化锆氧气传感器-O2S-FR-T2 和 O2S-FR-T2-
在高温（＞650⁰C） ，稳定的氧化锆（ZrO2₂）表现出两种机制： ZrO2 部分离解，产生移动的氧离子，因而形成一种氧气的固态电解质。 氧化锆盘覆有与恒定 DC 电流相连的通透电极，使环境中的氧离子能够穿过 这种材料，进而在阳极释放一定量的且与输送电荷（电化学泵吸）成正比的 氧气，根据法拉第第一定律，得： N 被传输的氧气摩尔数量 i 恒定电流 t 时间 (s) z 氧气的粒子价
氧化锆氧气传感器工作原理
氧化锆氧气传感器是什幺? 氧化锆氧传感器不测量氧浓度%，而是测量某种气体或混合气体中的氧分 压。 传感器中心部位采用了久经考验、基于氧化锆的小元件，同时，得益于产 品的创新设计，无需使用参考气体。这消除了传感器在高温、高湿和高氧气 压力及其他所有可能环境下工作的限制。 什幺是氧化锆？

氧化锆氧传感器工作原理
氧化锆氧传感器是一种使用氧化锆材料作为传感元件的气体传感器。

其工作原理基于氧化锆对氧气敏感的特性。

氧化锆是一种具有高离子电导率的固体材料，当氧分子与氧化锆接触时，氧分子会从气相中被电子从氧化锆表面弹出，生成氧化锆表面上的氧空缺。

这些氧空缺会导致氧化锆晶体形成正电静电场。

当氧气含量较高时，氧分子与氧化锆的接触频率较高，氧空缺较少，正电静电场较小。

而当氧气含量较低时，氧分子与氧化锆的接触频率较低，氧空缺较多，正电静电场较大。

氧化锆氧传感器利用这种特性来测量氧气含量。

传感器的结构中包含两个氧化锆电极，其中一个电极暴露在待测气体中，另一个电极则绝缘不被气体接触。

这两个电极之间的空间中装填着一种离子传导液体，该液体允许氧离子在两个电极之间传递。

当氧气含量较高时，氧化锆电极上的氧分子被电子弹出，产生氧空缺，形成正电静电场。

这个正电静电场会促使氧离子从暴露在气体中的电极传导到绝缘电极，引起电流流动。

而当氧气含量较低时，氧化锆电极上的氧空缺增加，正电静电场增大，导致更多的氧离子传导。

因此，氧化锆氧传感器的输出电流与氧气含量呈线性关系。

通过测量传感器的输出电流，可以确定待测气体中的氧气含量。

这种氧化锆氧传感器具有高灵敏度、快速响应、稳定可靠等优
点，因此广泛应用于空气质量监测、工业过程控制、环境监测等领域。

氧化锆氧量分析仪工作原理及维护使用：一、前言1989年能斯特（Nernst）发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。

从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质，它已在高温技术，特别是高温测试技术上得到广泛应用。

由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比，具有结构简单，响应时间短(0.1s～0.2s)，测量范围宽(从ppm到百分含量)，使用温度高(600℃～1200℃)，运行可靠，安装方便，维护量小等优点，因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛的应用。

二、氧探头的测氧原理在氧化锆电解质(ZrO2管)的两侧面分别烧结上多孔铂（Pt）电极，在一定温度下，当电解质两侧氧浓度不同时，高浓度侧(空气)的氧分子被吸附在铂电极上与电子（4e）结合形成氧离子O2-，使该电极带正电，O2-离子通过电解质中的氧离子空位迁移到低氧浓度侧的Pt电极上放出电子，转化成氧分子，使该电极带负电。

两个电极的反应式分别为：参比侧：O2+4e——2O2-测量侧：2O2-－4e——O2这样在两个电极间便产生了一定的电动势，氧化锆电解质、Pt电极及两侧不同氧浓度的气体组成氧探头即所谓氧化锆浓差电池。

两级之间的电动势E由能斯特公式求得：可E= (1)式中，EmV―浓差电池输出，n 4―电子转移数，在此为R理想气体常数，8.314 W·S／mol —T （K）F96500 C;PP1——待测气体氧浓度百分数0——参比气体氧浓度百分数—法拉第常数，—绝对温度该分式是氧探头测氧的基础，当氧化锆管处的温度被加热到600℃～1400℃时，高浓度侧气体用已知氧浓度的气体作为参比气，如用空气，则P，将此值及公式中的常数项合并，又实际氧化锆电池存在温差电势、接触电势、参比电势、极化电势，从而产生本地电势CmV）实际计算公式为：（0 =20.6% EmV）=0.0496Tln（0.2095/P1）±CmV）（（C本地电势(新镐头通常为±1mV) =可见，如能测出氧探头的输出电动势E和被测气体的绝对温度T，即可算出被测气体的氧分压（浓度）P1 ，这就是氧化锆氧探头的基本检测原理。

氧化锆传感器工作原理
氧化锆传感器是一种基于氧化锆材料制备的气体传感器，用于检测空气中的氧气浓度。

其工作原理是利用氧化锆材料对氧气的敏感性，实现对氧气浓度的测量。

具体而言，氧化锆传感器内部包含一个氧化锆薄膜，该薄膜具有良好的氧离子电导性能。

当氧化锆传感器处于高温环境下（一般为500-900摄氏度），氧气分子能够与氧化锆表面发生化学反应，生成氧离子。

氧离子的生成会导致氧化锆薄膜上形成电势差，这个电势差被称为Nernst电势。

Nernst电势与氧气分压呈指数关系，即当氧气分压升高时，Nernst电势也随之增加。

通过测量Nernst电势的变化，就可以得到氧气分压的信息。

一般情况下，氧化锆传感器中会加入一个参比电极，以提供一个参照电势。

通过对比参照电势和Nernst电势，可以准确地测量氧气浓度。

需要注意的是，氧化锆传感器的工作温度对其灵敏度和稳定性有很大影响。

在使用过程中，需要对传感器进行恒温控制，以确保其工作温度的稳定性。

总之，氧化锆传感器通过测量氧化锆薄膜上的Nernst电势变化，实现了对氧气浓度的准确测量。

其具有响应速度快、灵敏度高、精度好等特点，被广泛应用于气体检测和控制领域。

第一部分氧化锆氧传感器工作原理一、产品简介：氧化锆氧传感器是利用氧化锆陶瓷敏感元件测量各类加热炉或排气管道中的氧电势，由化学平衡原理计算出对应的氧浓度，达到监测和控制炉内燃烧空然比，保证产品质量及尾气排放达标的测量元件，广泛应用于各类煤燃烧、油燃烧、气燃烧等炉体的气氛控制。

它是目前最佳的燃烧气氛测量方式，具有结构简单、响应迅速、维护容易、使用方便、测量准确等优点。

运用该传感器进行燃烧气氛测量和控制既能稳定和提高产品质量，又可缩短生产周期，节约能源。

二、氧传感器工作原理：氧传感器是利用稳定的二氧化锆陶瓷在650℃以上的环境中产生的氧离子导电特性而设计的。

在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的气体中分别存在着不同的氧分压(即氧浓度)时，二氧化锆陶瓷内部将产生一系列的反应，和氧离子的迁移。

这时通过二氧化锆两侧的引出电极，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。

它服从能斯特(Nernst)方程：式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为炉内的绝对温度（K），P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。

实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本（通常为空气），我们称之为参比气。

另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，详见图1。

氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。

参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势；Tk为炉内的绝对温度；P02为炉内的氧分压。

我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。

工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这种方法也是目前公认的最准确、最直接的标定方法。

第二部分HMP系列氧传感器一．HMP氧传感器基本结构：HMP氧传感器的核心部件采用进口氧化锆氧传感器（详见图2），该氧化锆氧传感器自带智能加热装置，提供稳压恒定控制信号即可快速达到使用温度，并保证传感器在该恒定温度下连续、稳定工作。

氧化锆式氧传感器工作原理
氧化锆式氧传感器是利用氧化锆陶瓷片作为敏感元件的一种传感器，它是目前在汽车上使用最多的一种氧传感器。

氧化锆式氧传感器由两部分组成：一个是敏感元件（陶瓷片）；另一个是补偿元件（电桥）。

在电桥中，补偿元件主要起到限制输出电流的作用，而敏感元件则起到控制输出电压的作用。

当发动机处于工作状态时，燃烧状况不均匀，燃料和空气的混合气过浓或过稀时，会引起进气歧管内的空燃比过浓或过稀，导致混合气燃烧不完全，使发动机废气排出量增加，导致发动机尾气中含氧量下降。

此时应检测进气歧管内的空燃比并及时调整混合气浓度。

氧传感器是测量排气中氧气含量的器件。

其基本结构是：一根长为20~25mm的陶瓷管（或叫传感器芯）与一根长为6~8mm的铂丝（或铂丝绕成螺旋状）组成。

传感器芯与铂丝之间是绝缘介质。

当发动机处于工作状态时，传感器芯产生的信号电压经电桥转换成与发动机工作状况有关的信号电压；当发动机停止工作时，则输出与发动机工况无关的信号电压。

—— 1 —1 —。

解除闭环控制
氧传感器失效
怠速不稳、油耗增大、污染增大
混合气过浓、过稀
氧传感器故障
信号电压持 续偏低
信号电压持 续偏高
氧传感器
变化次数少
加速、减速 无变化
氧传感器故障
EFI系统的闭环控制过程
在带氧传感器的EFI系统中，并不是所有工况都进行闭 环控制。在起动、怠速、暖机、加速、全负荷、减速断油 等工况下，发动机不可能以理论空燃比工作，此时仍采用 开环控制方式。
丰田LS400轿车氧传感器控制电路
六、氧传感器检测
（1）万用表检测
桑塔纳AJR
起动，水温大于80℃
1）检测加热线圈
V
a、线圈电阻：
室温1-5Ω
b、供电电压： Ω
起动后12V
c、搭铁电阻：0Ω Ω
2）检测信号电路 动态值：发动机运转 2500r/min， 以 0.45V为中心上下波动 次数10s内不少于8次
❖ 能够提供准确的空燃比反馈信号给ECU， 从而使ECU精确地控制喷油时间，使气 缸内混和气浓度始终保持理论空燃比值。 1、组成 感应室（一面通大气，一面接测试腔） 泵氧元（一面接测试腔，一面通排气）
2、工作原理
❖ 浓混合气：排气中氧气↓→测试腔氧气扩散到 排气中→电压大于0.45V→ECU控制泵氧元 的电流变化，使测试腔的氧气增多，维持电 压在0.45V，此时电流为负电流
3、信号特性
(1)氧传感器产生的 电压将在理想空燃比 14.7时产生突变，稀 混合气时，氧传感器 输出电压几乎为零， 一般为0.1V，浓混合 气时，氧传感器输出 电压去接近1V或 0.9V。
（2）ECU如何根据信号电压识别空燃比， 控制喷油？
大于0.45V ， ECU控制减油；小于0.45V， ECU控制增油。维持空燃比14.7。

氧化锆芯体氧传感器结构
氧化锆芯体氧传感器结构是一种常用于测量氧气浓度的装置。

它主要由氧化锆管、搭桥电路、外壳等组成。

氧化锆芯体氧传感器中的关键组件是氧化锆管。

氧化锆管是一个管状结构，内部涂有钇稳定的氧化锆陶瓷。

氧气通过氧化锆管的外部表面渗透进入管内，并在管内与氧化锆发生反应。

这种反应将氧气与电子转化为二氧化锆和电子。

当氧气浓度增加时，氧化锆管内的电子导体的电导率增加，这种变化可以通过搭桥电路检测和测量。

搭桥电路是氧化锆芯体氧传感器中另一个重要的组件。

它负责测量氧化锆管内电导率的变化，并将这些变化转化为电信号输出。

搭桥电路一般由几个电阻和运算放大器组成，其中一个电阻与氧化锆管的电极连接，另一个电阻则用来调节电桥的灵敏度。

外壳是氧化锆芯体氧传感器的保护性外壳。

它通常由不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，以保护传感器内部的组件免受外界环境的干扰和损坏。

外壳还有助于将氧气引导到氧化锆管的表面，并防止杂质进入传感器内部。

氧化锆芯体氧传感器结构由氧化锆管、搭桥电路和外壳等组成。

它的工作原理是通过测量氧化锆管内的电导率变化来测量氧气浓度。

这种传感器结构的特点是精度高、稳定性好，并且在工业、医疗和燃料监测等领域有广泛应用。

氧化锆传感器的原理和优势氧化锆传感器原理是使用氧化锆陶瓷敏感元件测量各种加热炉或排气管中的氧势，并根据化学平衡原理计算相应的氧浓度，以监测和控制炉内的燃烧空气比，以确保产品质量。

并且测量元件具有废气排放标准，广泛应用于各类煤燃烧、燃油燃烧、燃气燃烧等炉内气氛控制。

它是目前测量燃烧气氛的最佳方式，结构简单。

快速响应、易于维护、易于使用、精确测量。

氧化锆传感器用于燃烧气氛测量和控制不仅可以稳定和提高产品质量，优势还在于缩短生产周期并节省能源。

氧化锆传感器是使用稳定的氧化锆陶瓷的氧离子传导特性在650℃或更高的环境中设计的。

在一定的温度条件下，如果氧化锆块体陶瓷两侧的气体中存在不同的氧分压（即氧浓度），则氧化锆陶瓷内部会发生一系列反应，并且氧离子迁移。

此时，可以通过二氧化锆两侧的引出电极测量稳定的毫伏级信号，我们将其称为氧势。

氧化锆传感器遵循能斯特方程：其中E是氧化锆传感器输出的氧势（mv），Tk是炉内的绝对温度（K），P1和P2是两侧气体的氧分压，二氧化锆。

在实际应用中，将二氧化锆的一侧引入已知氧浓度的气体（通常是空气）中，我们将其称为参考气体。

另一方面是要测量的气体，这是我们想要检测的炉子中的气氛。

氧化锆传感器输出的信号是氧势信号。

通过能斯特方程，我们可以得到氧气分压与炉内气氛中的氧势之间的关系。

当参考气体是空气时，它可以表示为：其中E是氧化锆传感器输出氧势；Tk是炉内的绝对温度；P02是炉内的氧分压。

我们的氧化锆传感器产品配有自加热装置。

温度通常保证在700℃，因此TK值基本恒定，因此炉内的氧分压浓度可以通过上式直接测量。

在工程应用中，标准气体用于校准氧化锆传感器输出氧势E和氧分压浓度PO2之间的对应关系。

对于最精确的、，此方法也是最准确的校准方法。

这里推荐常用的英国SST氧化锆高温氧气分析仪（氧化锆传感器）——OXY-Flex，可以用于控制锅炉燃烧系统：高精度线性输出；可配置输出：4-20mA和0-10VDC或RS232COM口；可选输出量程：标准量程0-25%和0-100%或在0-100%模式时可通过RS232完全调整；外部触发的自动或手动标定；可以在普通大气或已知浓度气力里标定；周期3.3VDC逻辑输出可以诊断传感器泵循环好坏；可选的滤波设置允许适合的快速和动态输出或慢速稳定输出。

氧化锆测氧工作原理氧化锆测氧工作原理CE-系列氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器，其核心的氧化锆管安置在一微型电炉内，位于整个探头的顶端。

氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。

由于它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此在高温下它是良好的氧离子导体。

因其这一特性，在一定高温下，当锆管两边的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池，在此电池中，空气是参比气，它与烟气分别位于内外电极。

在实际的氧探头中，空气流经外电极，烟气流经内电极，当烟气氧含量P小于空气氧含量P0（20.6%O2）时，空气中的氧分子从外电极上夺取4个电子形成2个氧离子，发生如下电极反应：O（P0）+4e-→2O-2氧离子在氧化锆管中迅速迁移到烟气边，在内电极上发生相反的电极反应：2O-2 →O（P0）+4e-由于氧浓差导致氧离子从空气边迁移到烟气边，因而产生的电势又导致氧离子从烟气边反向迁移到空气边，当这两种迁移达到平衡后，便在两电极间产生一个与氧浓差有关的电势信号E,该电势信号符合"能斯特"方程：E=(RT/4F)Ln(P0 /P) (1)式中R、F分别是气体常数和法拉第常数，T是锆管绝对温度（K）, P0是空气氧含量（20.6%O2）, P 是烟气含量。

由（1）式可见，在一定的高温条件下（一般）600℃），一定的烟气氧含量便会有一对应的电势输出，在理想状态下，其电势值在高温区域内对应氧含量见附表。

在理想状态下，当被测烟气与参比气浓度一样时，其输出电势E值为 0 mV, 但在实际应用中，锆管实际条件和现场情况均不是理想状态。

故事实上的锆管是偏离此值的。

实际上，一定氧含量锆管输出的电势为理论值和本底电势的和，我们称为无浓差条件下锆管输出的电势值为本底电势或称为零位电势，此值的大小又在不同温度下呈不同的值，并且随锆管使用期延长而变化。

因此，如不对此情况处理，会严重影响整套测氧仪的准确和探头寿命。