Der Sauerstoffsensor gibt die Konzentrationsinformationen des Mischgases an das Steuergerät zurück, indem er den Sauerstoffgehalt im Motorabgas erfasst. Er ist am Auspuffrohr vor dem Dreiwegekatalysator installiert.

Das empfindliche Element des Sauerstoffsensors, das zur Erzeugung des Spannungssignals verwendet wird, ist Zirkoniumdioxid (ZrO2), das auf seiner Außenfläche eine Platinschicht und auf der Außenseite des Platins eine Keramikschicht zum Schutz der Platinelektrode aufweist. Die Innenseite des Sensorelements des Sauerstoffsensors ist der Atmosphäre ausgesetzt und die Außenseite strömt durch das vom Motor ausgestoßene Abgas. Wenn die Temperatur des Sensors über 300 °C liegt und der Sauerstoffgehalt auf beiden Seiten sehr unterschiedlich ist, wird auf beiden Seiten eine elektromotorische Kraft erzeugt. Der Sauerstoffgehalt im Inneren des Sensors ist hoch, da dieser zur Atmosphäre hin belüftet wird. Bei dünnem Gemisch ist der Sauerstoffgehalt im Abgas hoch. Der Unterschied im Sauerstoffgehalt zwischen den beiden Seiten des Sensors ist sehr gering, daher ist auch die von ihm erzeugte elektromotorische Kraft sehr gering (ca. 0,1 V). Wenn das Gemisch jedoch zu fett ist, ist der Sauerstoffgehalt im Abgas sehr gering, der Sauerstoffkonzentrationsunterschied zwischen den beiden Seiten des empfindlichen Elements ist groß und die erzeugte elektromotorische Kraft ist ebenfalls groß (ca. 0,8 V). Die Heizung im Sauerstoffsensor dient dazu, das empfindliche Element zu erwärmen, damit es normal funktionieren kann.

Wenn der Sauerstoffsensor keinen Signalausgang hat oder das Ausgangssignal abnormal ist, erhöht dies den Kraftstoffverbrauch und die Abgasverschmutzung des Motors, was zu instabiler Leerlaufdrehzahl, Fehlzündungen und Rattern führt. Häufige Fehler des Sauerstoffsensors sind:

1) Manganvergiftung. Obwohl bleihaltiges Benzin nicht mehr verwendet wird, enthält das Antiklopfmittel im Benzin Mangan, und Mangan- oder Manganationen führen nach der Verbrennung zur Oberfläche des Sauerstoffsensors, sodass dieser keine normalen Signale erzeugen kann.

2) Kohlenstoffablagerung. Nachdem die Oberfläche des Platinblechs des Sauerstoffsensors mit Kohlenstoff abgeschieden wurde, können keine normalen Spannungssignale erzeugt werden.

3) Aufgrund eines schlechten Kontakts oder einer Unterbrechung im internen Schaltkreis des Sauerstoffsensors wird keine Signalspannung ausgegeben.

4) Das Keramikelement des Sauerstoffsensors ist beschädigt und kann kein normales Spannungssignal erzeugen.

5) Der Widerstandsdraht der Sauerstoffsensorheizung ist durchgebrannt oder sein Stromkreis ist unterbrochen, wodurch der Sauerstoffsensor nicht schnell die normale Betriebstemperatur erreichen kann.