在極譜氧氣傳感器中，陽(yáng)極（通常為銀）和陰極（通常為金）浸入氯化鉀電解質(zhì)溶液中。通過(guò)半透膜將電極與樣品分離，這也是氧擴(kuò)散到傳感器中的機(jī)制。銀陽(yáng)極通常具有相對(duì)于金陰極的0.8V電壓。根據(jù)法拉第定律，代表氧濃度的分子氧消耗與電流強(qiáng)度成電化學(xué)比例。測(cè)量并放大由傳感器引起的輸出電流，以提供氧濃度百分比。極譜氧氣傳感器的一個(gè)好處是，當(dāng)銀電極（陽(yáng)極）不工作時(shí)不會(huì)消耗它。

　　存儲(chǔ)時(shí)間幾乎是無(wú)限的。與電化學(xué)氧氣傳感器一樣，它們對(duì)位置不敏感。由于氧氣傳感器采用獨(dú)特的極譜分析設(shè)計(jì)，該傳感器可測(cè)量溶解在液體中的氧氣。對(duì)于其他氣相氧測(cè)量，氧氣傳感器的極譜分析僅適用于百分比濃度的氧測(cè)量。相對(duì)較高的傳感器更換頻率是另一個(gè)潛在的缺點(diǎn)，并且維持傳感器膜和電解質(zhì)也是一個(gè)問(wèn)題。

　　極譜氧氣傳感器的變型是一些制造商設(shè)計(jì)了非耗盡的電荷傳感器，其使用兩個(gè)類似的電極浸入包含氫氧化鉀的電解質(zhì)溶液中。通常，1.3 VDC的外部EMF跨度充當(dāng)消耗或氧化反應(yīng)的機(jī)制。這是因?yàn)榉磻?yīng)電流與樣氣的氧濃度成比例。對(duì)于其他類型的氧氣傳感器，在顯示之前放大并校正從這些傳感器獲得的信號(hào)。與傳統(tǒng)的極譜氧氣傳感器不同，這種氧氣傳感器可以設(shè)計(jì)用于氧濃度測(cè)定和痕量濃度的痕量氧測(cè)量。然而，與氧化鋯不同，一個(gè)氧氣傳感器不可能同時(shí)測(cè)量氧濃度和痕量水平的氧濃度。這種傳感器的一個(gè)主要好處是它可以測(cè)量每十億分之一的氧濃度。傳感器對(duì)位置敏感，重置成本非常昂貴。在某些情況下，一個(gè)傳感器的價(jià)格與使用一個(gè)傳感器的另一個(gè)傳感器的價(jià)格相當(dāng)。不建議用于氧濃度超過(guò)25％的應(yīng)用。

　　氧化鋯氧氣傳感器這種傳感器有時(shí)被稱為“高溫”電化學(xué)傳感器，它們基于能斯特原理[W.H.尼斯（1864-1941）]。氧化鋯傳感器使用含有氧化鋯和氧化釔的固體電解質(zhì)。氧化鋯探針在相對(duì)側(cè)鍍有鉑作為氧氣傳感器電極。如果要使用氧化鋯傳感器，則必須將其加熱至約650攝氏度。在該溫度下，取決于分子的主要組分，鋯晶體形成多孔，允許氧離子從較高濃度的氧移動(dòng)到較低濃度的氧，這取決于氧分壓。

　　為了產(chǎn)生該分壓差，一個(gè)電極通常暴露于空氣（20.9％氧氣），而另一個(gè)電極暴露于樣品氣體。氧離子穿過(guò)氧化鋯的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生電壓，其大小與參考?xì)怏w和樣品氣體之間的氧差異有關(guān)。氧化鋯氧氣傳感器具有非?？斓捻憫?yīng)時(shí)間特性。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是相同的傳感器可用于測(cè)量100％的氧氣，并可用于測(cè)量痕量氧濃度。由于高溫操作的影響，頻繁的開(kāi)關(guān)操作會(huì)縮短傳感器的壽命。

　　在使用過(guò)程中，這種連續(xù)加熱和冷卻，組成材料系數(shù)的系統(tǒng)變化經(jīng)常導(dǎo)致“傳感器疲勞”。主要用途的氧化鋯氧氣傳感器是它們不適合在存在還原氣體（例如烴類氣體，氫氣，一氧化碳）的情況下用于痕量氧測(cè)量。在650攝氏度的操作溫度下，還原氣體與氧氣反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)試之間的損失，使得測(cè)量值低于實(shí)際氧氣濃度。誤差程度與還原氣體的濃度成比例。氧化鋯氧氣傳感器是原位燃燒控制中的“事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)”應(yīng)用。

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