Działanie czujnika opiera się na pomiarze tzw. potencjału Nernsta, który jest proporcjonalny do stężenia jonów tlenu w kontrolowanym ośrodku gazowym.
Czuły element czujnika tlenu (G3/2) składa się z kombinacji elementu Nernsta i (41a) element rozproszony (41b) (pompa jonowa), który przenosi jony z katody na anodę. Aby poprawić dokładność pomiaru, porównuje się stężenie tlenu w otaczającym powietrzu. Aby to zrobić, czujnik ma kanał powietrzny (41 d).
Czujnik zapewnia zadowalającą dokładność pomiaru rzędu 1 w granicach (0,7 < k < 4,0).
Warunkiem stabilnej pracy czujnika jest stałość temperatury. W tym celu czujnik posiada grzałkę, która stale utrzymuje temperaturę czujnika na poziomie około 750'C.
Przekładnia X=1 odpowiada napięciu na elemencie Nernsta U - 450 mV.
VN 9.031 Obwód czujnika tlenu 48. Obwód sterujący; 81. Przepływ spalin; 41a. pierwiastek Nernsta; 41b. pompa jonowa; 41s. luka dyfuzyjna; 41d. kanał powietrzny; 41s. Podgrzewacz; IP. Prąd pompy jonowej; uh. Napięcie grzałki; Uref. Napięcie porównawcze
VN 9.032 Zależność prądu pompy jonowej od sygnału λ pompy jonowej (IP) IP. Prąd pompy jonowej (mama)
VN 9.033 1. Wlotowy czujnik tlenu G3/2; 2. Element czujnikowy; 3. Górny izolator; 4. Wypełniacz uszczelniający; 5. Obudowa czujnika; 6. Izolator dolny; 7. Zewnętrzna rura ochronna; 8. Wewnętrzna rura ochronna