二氧锆式氧传感器的信号电压产生的原理是什么？

氧化锆是一种敏感元件氧化锆两侧的氧浓度差发生异常的情况下就会产生昂例子一动就产生出一个感应电压。

　　氧传感器上有四根线，其中有两根是加热用的电源线（氧传感器需要加热到800℃才能正常工作）←加热氧化锆元件的热棒


　　氧传感器的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(高温和铂催化)，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。当套管废气一侧的氧浓度低时，在电极之间产生一个高电压(0。6～1V)，这个电压信号被送到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。

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二氧化锆氧传感器的结构
二氧化锆氧传感器由锆管（传感元件）、电极和防护套管等组成，如下图所示。锆管是由含有少量钇的二氧化锆（ZrO2）制成的固态电解质元件，在锆管内、外两侧涂覆一层多孔性铂膜电极。锆管内侧通大气，外侧与排气接触。

二氧化锆氧传感器的构造（单线）
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二氧化锆氧传感器的工作原理
工作时，在高温废气冲刷下，氧气发生电离，由于锆管内侧氧离子浓度高，外侧氧离子浓度低，在氧浓差作用下，氧离子从大气侧向排气侧扩散，从而形成了氧浓度差电池，如下图所示。

当混合气稀时，排气中含氧量高，锆管内外两侧浓度差小，产生的电动势小，大约为100mV。
当混合气浓时，排气中含氧量低，浓度差大，产生的电动势高，大约为900mV。电动势的高低以理论空燃比为界限发生突变，如下图。

氧传感器输出特性曲线
氧传感器的输出特性与排气温度有关，当排气温度低于300℃时，氧传感器的输出特性不稳定。
发动机刚刚启动后，由于排气温度偏低，氧传感器不工作，发动机在开环状态下工作。只有排气温度升高后，氧传感器才工作。所以，氧传感器的安装位置应在排气温度较高处。
有的车型上安装有排气温度传感器，当排气温度传感器的信号达到一定值后ECU 才根据氧传感器的信号进行空燃比反馈修正一调整喷油量、控制混合气的浓度，即发动机开始进行闭环控制。
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二氧化锆氧传感器的检测方法
以桑塔纳2000GSi为例，介绍二氧化锆氧传感器的检测。
桑塔纳2000GSi使用二氧化锆氧传感器G39，其接线图和端子布置、端子功能如下图。
二氧化锆氧传感器G39接线图和端子布置 ▼

传感器端子功能说明 ▼

当氧传感器或其连接线路出现故障时，可能会出现排放超标、回火、放炮、怠速熄火、发动机运转失准、油耗增大等故障，使发动机工况恶化。
检测方法1：解码器检测氧传感器
氧传感器异常工作，都会在ECU 中存储故障码。因此，通过专用或通用解码器，可以查出氧传感器的故障代码00525会在ECU 氧传感器（G39）无信号，或氧传感器（G39）对正极短路。通过读取数据流，如果氧传感器示数长时间停滞在一个数值不变或变化缓慢，说明氧传感器有故障。
检测方法2：检测加热元件的电阻
在常温下，拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻挡测量插头端子1与端子2之间的电阻，在常温下阻值应为1~5Ω。若常温下阻值为无穷大，则说明加热元件断路，应更换氧传感器。
检测方法3：检测加热元件的电源电压
检测加热元件的电压时，拔下氧传感器插头，启动发动机，检测连接器插座上的端子1与2之间的电压。电压值应不低于11V。如电压为零，说明熔断比断路或燃油泵电路触点接触不良，分别检修即可。
检测方法4：检测传感器的信号电压
因为氧传感器正常的工作温度在300℃以上，没有达到正常工作温度，则传感器无信号输出。所以应在二氧化锆式氧传感器处于300℃以上工作状态时测量其输出电压。
万用表检测二氧化锆式氧传感器的信号电压的具体方法是让发动机转速在2500r/min运行约90s左右，插头与插座连接，将万用表连接到氧传感器3#端子与4#端子的导线上，当混合气体浓（即节气门全开）时，信号电压应为0.7~1.0V；当混合气体稀（拔下空气流量传感器至发动机之间的真空管）时，信号电压应为0.1~0.3V。否则说明氧传感器失效，应更换。
检测方法5：示波器检测
用示波器检测氧传感器输出的信号波形，可以很直观说明氧传感器是否良好。测试方法：启动发动机，让传感器预热到300℃以上，发动机处于闭环工作状态时，用探针连接到传感器连接器3#和4#信号端子上。从怠速开始增大转速，观察氧传感器输出信号波形，并与标准波形比较，判断传感器的好坏。氧传感器在怠速和2500r/min时的正常波形如下图所示。


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15684981356：二氧锆式氧传感器的信号电压产生的原理是什么?
糜嵇券 ：答：检测方法4：检测传感器的信号电压因为氧传感器正常的工作温度在300℃以上，没有达到正常工作温度，则传感器无信号输出。所以应在二氧化锆式氧传感器处于300℃以上工作状态时测量其输出电压。万用表检测二氧化锆式氧传感器的信号电压的具体方法是让发动机转速在2500r/min运行约90s左右，插头与插座连接，将万用...

15684981356：氧传感器如何产生电压的
糜嵇券 ：答：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，从而产生电压。氧传感器上有四根线，其中有两根是加热用的电源线，氧传感器需要加热到800摄氏度才能正常工作加热。氧传感器的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，...

15684981356：氧化锆式氧传感器传感器的工作原理
糜嵇券 ：答：氧化锆式氧传感器的工作原理如下：锆管的陶瓷体是多孔体，氧气可以渗入该多孔体固体电解质内 。温度较高时，氧气发生电离。只要锆管内（大气）外（废气）侧氧含量不一样，存在氧浓度差，则在固体电解质内部氧离子从大气一侧向排气一侧扩散，使锆管形成微电池，在锆管铂极间产生电压。当混合气稀时，排...

15684981356：叙述氧化锆式氧传感器在发动机2000r/m时的标准信号特征,,请分析其原 ...
糜嵇券 ：答：故障原因：系统供油过多：空气流量计损坏，曲轴位置传感器损坏，水温传感器损坏，系统油压过高，喷油器短路、泄露，ECU版本不对或故障等；系统进气太少：空气滤清器堵，进气通道受堵，节气门卡住或堵等；传感器：氧传感器线路故障，氧传感器铅中毒，排气管堵，排气管油烟太多等。

15684981356：氧气传感器工作原理是什么?
糜嵇券 ：答：其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(高温和铂催化)，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...

15684981356：氧传感器工作原理以及简介
糜嵇券 ：答：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...

15684981356：氧化锆的具体原理,是怎么测量氧量的?
糜嵇券 ：答：当混合气稀时，排气中含氧量高，锆管内外两侧浓度差小，产生的电动势小，大约为100mV。当混合气浓时，排气中含氧量低，浓度差大，产生的电动势高，大约为900mV。电动势的高低以理论空燃比为界限发生突变。氧传感器的输出特性与排气温度有关，当排气温度低于300℃时，氧传感器的输出特性不稳定。发动机...

15684981356：二氧化锆型氧传感器的输出信号与氧气浓度的关系
糜嵇券 ：答：二氧化锆式氧传感器是电池型传感器，它根据发动机废气中氧气的含量，输出信号电压至ECU，供其来检测混合气稀浓情况。二氧化锆式氧传感器工作原理：氧传感器同时面向废气侧和大气侧。ECU采用周期性通电断电的方式给加热棒加热。加热棒电阻为4~40Ω，加热之后加热棒阻值随温度的上升而增加，ECU根据监测加热棒...

15684981356：开车时,氧传感器如何养护?
糜嵇券 ：答：氧传感器产生电压信号的敏感元件是二氧化锆，其外表面有一层铂，铂外表面有一层陶瓷，起到保护铂电极的作用。氧传感器敏感元件的内侧通向大气，外侧由发动机排出。当传感器的温度在300℃以上时，如果两侧含氧量相差较大，就会在两侧产生电动势。敏感元件内部的氧含量很高，因为它被排放到大气中。当混合气...

15684981356：氧气传感器标准与原理
糜嵇券 ：答：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...