Działanie czujnika opiera się na pomiarze tzw. potencjału Nernsta, który jest proporcjonalny do stężenia jonów tlenu w kontrolowanym środowisku gazowym.
Element czujnikowy czujnika tlenu (G3/2) składa się z połączenia elementu Nernsta i (41a) elementu rozproszonego (41b) (pompa jonowa), który przenosi jony z katody do anody. Aby zwiększyć dokładność pomiarów, porównuje się stężenie tlenu w otaczającym powietrzu. W tym celu czujnik posiada kanał powietrzny (41 d).
Czujnik zapewnia zadowalającą dokładność pomiaru stosunku 1 w zakresie (0,7 ＜ k ＜ 4,0).
Warunkiem stabilnej pracy czujnika jest stała temperatura. W tym celu czujnik wyposażony jest w grzałkę, która stale utrzymuje temperaturę czujnika na poziomie ok. 750°C.
Stosunek X=1 odpowiada napięciu na elemencie Nernsta U - 450 mV.
VN 9.031 Schemat czujnika tlenu 48. Obwód sterowania; 81. Przepływ OG; 41a. Element Nernsta; 41b. Pompa jonowa; 41c. Szczelina dyfuzyjna; 41d. Kanał powietrzny; 41. Grzałka; IP. Prąd pompy jonowej; UH. Napięcie grzałki; Uref. Napięcie porównawcze
VN 9.032 Prąd pompy jonowej kontra λ. Sygnał pompy jonowej (IP). IP. Prąd pompy jonowej (mA)
VN 9.033 1. Czujnik tlenu wejściowy G3/2; 2. Element wrażliwy; 3. Izolator górny; 4. Wypełniacz uszczelniający; 5. Obudowa czujnika; 6. Dolny izolator; 7. Zewnętrzna rura ochronna; 8. Rura ochronna wewnętrzna