ऑक्सीजन सेंसर इंजन निकास गैस में ऑक्सीजन सामग्री का पता लगाकर मिश्रित गैस की एकाग्रता की जानकारी ईसीयू को वापस भेजता है, और इसे तीन-तरफा उत्प्रेरक से पहले निकास पाइप पर स्थापित किया जाता है।

वोल्टेज सिग्नल उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ऑक्सीजन सेंसर का संवेदनशील तत्व ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड (ZrO2) है, जिसकी बाहरी सतह पर प्लैटिनम की एक परत होती है, और प्लैटिनम इलेक्ट्रोड की सुरक्षा के लिए प्लैटिनम के बाहर सिरेमिक की एक परत होती है। ऑक्सीजन सेंसर के सेंसिंग तत्व का आंतरिक भाग वायुमंडल के संपर्क में आता है, और बाहरी भाग इंजन द्वारा छोड़ी गई निकास गैस से होकर गुजरता है। जब सेंसर का तापमान 300℃ से ऊपर होता है, यदि दोनों तरफ ऑक्सीजन की मात्रा काफी भिन्न होती है, तो दोनों तरफ एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होगा। सेंसर के अंदर ऑक्सीजन की मात्रा अधिक है क्योंकि यह वायुमंडल में हवादार है। जब मिश्रण पतला होता है, तो निकास गैस में ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है। सेंसर के दोनों किनारों के बीच ऑक्सीजन सामग्री का अंतर बहुत छोटा है, इसलिए इसके द्वारा उत्पन्न इलेक्ट्रोमोटिव बल भी बहुत छोटा है (लगभग 0.1V)। हालाँकि, जब मिश्रण बहुत समृद्ध होता है, तो निकास गैस में ऑक्सीजन की मात्रा बहुत कम होती है, संवेदनशील तत्व के दोनों पक्षों के बीच ऑक्सीजन सांद्रता का अंतर बड़ा होता है, और उत्पन्न इलेक्ट्रोमोटिव बल भी बड़ा होता है (लगभग 0.8V)। ऑक्सीजन सेंसर के अंदर हीटर का उपयोग संवेदनशील तत्व को गर्म करने के लिए किया जाता है ताकि यह सामान्य रूप से काम कर सके।

यदि ऑक्सीजन सेंसर में कोई सिग्नल आउटपुट नहीं है या आउटपुट सिग्नल असामान्य है, तो इससे इंजन की ईंधन खपत और निकास प्रदूषण में वृद्धि होगी, जिसके परिणामस्वरूप अस्थिर निष्क्रिय गति, मिसफायर और बकबक होगी। ऑक्सीजन सेंसर के सामान्य दोष हैं:

1) मैंगनीज विषाक्तता। हालाँकि सीसायुक्त गैसोलीन का अब उपयोग नहीं किया जाता है, गैसोलीन में एंटीनॉक एजेंट में मैंगनीज होता है, और दहन के बाद मैंगनीज आयन या मैंगनेट आयन ऑक्सीजन सेंसर की सतह पर आ जाएंगे, जिससे यह सामान्य सिग्नल उत्पन्न नहीं कर सकता है।

2) कार्बन जमाव। ऑक्सीजन सेंसर की प्लैटिनम शीट की सतह पर कार्बन जमा होने के बाद, सामान्य वोल्टेज सिग्नल उत्पन्न नहीं हो सकते हैं।

3) ऑक्सीजन सेंसर के आंतरिक सर्किट में खराब संपर्क या खुले सर्किट के कारण कोई सिग्नल वोल्टेज आउटपुट नहीं है।

4) ऑक्सीजन सेंसर का सिरेमिक तत्व क्षतिग्रस्त है और सामान्य वोल्टेज सिग्नल उत्पन्न नहीं कर सकता है।

5) ऑक्सीजन सेंसर हीटर का प्रतिरोध तार जल गया है या उसका सर्किट टूट गया है, जिससे ऑक्सीजन सेंसर सामान्य कामकाजी तापमान तक जल्दी पहुंचने में असमर्थ हो जाता है।