氧傳感器是傳感器中的一種，從“氧傳感器”的名稱中就可以看出，該傳感器與氧氣相關。為增進大家對氧傳感器的認識，本文將對氧傳感器的原理、氧傳感器的作用予以介紹。

一、氧傳感器原理

氧傳感器是汽車上的標準配置，它是利用陶瓷敏感元件測量汽車排氣管道中的氧電勢，由化學平衡原理計算出對應的氧濃度，達到監(jiān)測和控制燃燒空燃比，以保證產(chǎn)品質(zhì)量及尾氣排放達標的測量元件。氧傳感器廣泛應用于各類煤燃燒、油燃燒、氣燃燒等爐體的氣氛控制，它是目前最佳的燃燒氣氛測量方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、響應迅速、維護容易、使用方便、測量準確等優(yōu)點。運用該傳感器進行燃燒氣氛測量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，又可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源。

汽車上的氧傳感器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，利用氧化鋯內(nèi)外兩側(cè)的氧濃度差，產(chǎn)生電位差，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(chǎn)生的廢氣中含有較多的氧，但仍比大氣中的氧少得多。在高溫及鉑的催化下，帶負電的氧離子吸附在氧化鋯套管的內(nèi)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(cè)比廢氣一側(cè)吸附更多的負離子，兩側(cè)離子的濃度差產(chǎn)生電動勢。

當汽車套管廢氣一側(cè)的氧濃度低時，在氧傳感器電極之間產(chǎn)生一個高電壓(0.6～1V)，這個電壓信號被送到汽車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(jù)氧傳感器的電壓信號，電腦按照盡可能接近14.7：1的理論最佳空燃比來稀釋或加濃混合氣。因此氧傳感器是電子控制燃油計量的關鍵傳感器。氧傳感器只有在高溫時(端部達到300°C以上)其特性才能充分體現(xiàn)，才能輸出電壓。它在約800°C時，對混合氣的變化反應最快，而在低溫時這種特性會發(fā)生很大變化。

二、氧傳感器作用

電噴車為獲得高排氣凈化率，降低排氣中(CO)一氧化碳、(HC)碳氫化合物和(NOx)氮氧化合物成份，必須利用三元催化器。但為了能有效地使用三元催化器，必須精確地控制空燃比，使它始終接近理論空燃比。催化器通常裝在排氣歧管與消聲器之間。氧傳感器具有一種特性，在理論空燃比(14.7：1)附近它輸出的電壓有突變。這種特性被用來檢測排氣中氧氣的濃度并反饋給電腦，以控制空燃比。當實際空燃比變高，在排氣中氧氣的濃度增加而氧傳感器把混合氣稀的狀態(tài)(小電動勢：O伏)通知ECU。當空燃比比理論空燃比低時，在排氣中氧氣的濃度降低，而氧傳感器的狀態(tài)(大電動勢：1伏)通知(ECU)電腦。

ECU根據(jù)來自氧傳感器的電動勢差別判斷空燃比的低或高，并相應地控制噴油持續(xù)的時間。但是，如氧傳器有故障使輸出的電動勢不正常，(ECU)電腦就不能精確控制空燃比。所以氧傳感器還能彌補由于機械及電噴系統(tǒng)其它件磨損而引起空燃比的誤差。可以說是電噴系統(tǒng)中唯一有“智能”的傳感器。

傳感器的作用是測定發(fā)動機燃燒后的排氣中氧是否過剩的信息，即氧氣含量，并把氧氣含量轉(zhuǎn)換成電壓信號傳遞到發(fā)動機計算機，使發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)以過量空氣因數(shù)為目標的閉環(huán)控制;確保三元催化轉(zhuǎn)化器對排氣中的碳氫化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOX)三種污染物都有最大的轉(zhuǎn)化效率，最大程度地進行排放污染物的轉(zhuǎn)化和凈化。