В основу работы датчика положено измерение так называемого потенциала Нернста, который пропорционален концентрации ионов кислорода в контролируемой газовой среде.
Чувствительный элемент датчика кислорода (G3/2) состоит из комбинации элемента Нернста и (41а) диффузного элемента (41b) (ионного насоса), который перемещает ионы от катода к аноду. Для повышения точности измерений производится сравнение концентрации кислорода в окружающем воздухе. Для этого в датчике имеется воздушный канал (41 d).
Датчик обеспечивает удовлетворительную точность измерений соотношения 1 в пределах (0,7＜ к＜4,0).
Условием стабильной работы датчика является постоянство температуры. Для этого в датчике имеется подогреватель, который постоянно поддерживает температуру датчика около 750°C.
Соотношение Х=1 соответствует напряжению на элементе Нернста U - 450 мВ.
VN 9.031 Схема датчика кислорода 48. Управляющая схема; 81. Поток ОГ; 41а. Элемент Нернста; 41b. Ионный насос; 41с. Диффузионный зазор; 41d. Воздушный канал; 41е. Подогреватель; IP. Ток ионного насоса; UH. Напряжение подогревателя; Uref. Сравнительное напряжение
VN 9.032 Зависимость тока ионного насоса от λ. Сигнал ионного насоса (IP). IP. Ток ионного насоса (мА)
VN 9.033 1. Входной датчик кислорода G3/2; 2. Чувствительный элемент; 3. Верхний изолятор; 4. Уплотнительный наполнитель; 5. Корпус датчика; 6. Нижний изолятор; 7. Наружная защитная трубка; 8. Внутренняя защитная трубка