氧气传感器标准与原理 / 知会钻

导语：传感器相信大家都很熟悉，传感器是目前最为实用的检测装置。今天给大家讲的是一种氧传感器。在我们使用三元催化传感器时减少排气污染的发动机上，整元件是必不可少的。在转换器的使用中氧传感器起一种调控作用。所以大家有必要了解一下氧传感器的使用原理与一些市场信息，氧传感器广泛应用于化工、碳煤、冶炼、消防、医药、汽车等等。大家听了这么多的用是不是有点迫不及待了呢?下面就关于氧传感器详细的给大家讲解一下。

一、氧传感器的工作原理

氧传感器是汽车上的标准配置，它是利用陶瓷敏感元件测量汽车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，达到监测和控制燃烧空燃比，以保证产品质量及尾气排放达标的测量元件。氧传感器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。

汽车上的氧传感器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，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，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。在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧气比废气中的氧气多，套管上与大气相通一侧比废气一侧吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。

当汽车套管废气一侧的氧浓度低时，在氧传感器电极之间产生一个高电压(0.6～1V)，这个电压信号被送到汽车ECU放大处理，ECU把高电压信号看作浓混合气，而把低电压信号看作稀混合气。根据氧传感器的电压信号，电脑按照尽可能接近14.7：1的理论最佳空燃比来稀释或加浓混合气。因此氧传感器是电子控制燃油计量的关键传感器。氧传感器只有在高温时(端部达到300°C以上)其特性才能充分体现，才能输出电压。它在约800°C时，对混合气的变化反应最快，而在低温时这种特性会发生很大变化。

二、氧传感器的标准

氧传感器利用了Nernst原理。

其核心元件是多孔的ZrO2陶瓷管，它是一种固态电解质，两侧面分别烧结上多孔铂(Pt)电极。在一定温度下，由于两侧氧浓度不同，高浓度侧(陶瓷管内侧4)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(废气侧)，使该电极带负电, 即产生电势差。

当空燃比较低时(浓混合气)，废气中的氧较少，因此陶瓷管外侧氧离子较少，形成1.0V左右的电动势；

当空燃比等于14.7时，此时陶瓷管内外两侧产生的电动势为0.4V~0.5V，该电动势为基准电动势；

当空燃比较高时(稀混合气)，废气中氧含量较高，陶瓷管内外的氧离子浓度差较小，所以产生电动势很低，接近为零。

加热型氧传感器：

- 加热型氧传感器抗铅能力强;

- 对排气温度依赖少，能在负荷低、废气温度较低的情况下照常发挥作用;

- 起动后迅速进入闭环控制

加热型管式氧传感器核心元件：

在生活当中氧传感器的应用是非常广泛的，上面给大家讲述了氧传感器工作原理和标准，只是对于氧传感器做了一个大体上的概述。市场上氧传感器往往都相对于不同的用途有着不同的参数，建议大家在购买氧传感器时认真阅读说明书。上面一般都是有氧传感器的相关说明的。传感器在生活中可以说是无处不在，公园的厕所里的感应器水龙头，电梯的自动门等等，有兴趣的朋友可以进行一番查看，今天关于氧传感器的介绍就到这里，希望能够对大家有所帮助。

氧气传感器标准与原理

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