Funkcja
Czujnik tlenu jest przyrządem do kontroli emisji spalin w silnikach benzynowych, wysokoprężnych i gazowych. Jest to czujnik stężenia tlenu, który mierzy zawartość tlenu resztkowego w spalinach, a następnie przesyła sygnał do jednostki sterującej silnika w postaci napięcia elektrycznego. Napięcie z czujnika tlenu umożliwia jednostce sterującej rozpoznanie, czy mieszanka jest zbyt uboga lub bogata. Jeśli mieszanka jest zbyt bogata, jednostka sterująca zmniejsza ilość paliwa w stosunku A/F, a zwiększa ją, jeśli mieszanka jest zbyt uboga.
Wartość zmierzona przez czujnik tlenu umożliwia jednostce sterującej dostosowanie ilości wtryskiwanego paliwa w celu uzyskania optymalnej mieszanki. Stwarza to idealne warunki do oczyszczania spalin w katalizatorze Jest tu brane pod uwagę obciążenie silnika. Może istnieć również drugi czujnik tlenu, czujnik diagnostyczny (za katalizatorem). Rozpoznaje on, czy czujnik kontrolny (przed katalizatorem) działa optymalnie. Jednostka sterująca może wtedy obliczyć, jak to skompensować.
Konfiguracja w układzie spalin
W nowszych silnikach układ wydechowy posiada czujnik tlenu przed i za katalizatorem. Spaliny przepływają nad stroną elektrodową elementu czujnika, podczas gdy druga strona ma kontakt z powietrzem zewnętrznym. Powietrze zewnętrzne służy tutaj jako punkt odniesienia do pomiaru resztkowej zawartości tlenu. System został uproszczony w najnowszej generacji czujników tlenu, w których wartość referencyjna mierzona względem powietrza zewnętrznego została zastąpiona napięciem referencyjnym.
Typy czujników tlenu
Dzisiaj istnieją zasadniczo dwa różne typy czujników: czujnik binarny i uniwersalny czujnik tlenu w spalinach (UEGO).
Binarny czujnik tlenu w spalinach
W temperaturze roboczej (od 350 °C) czujnik binarny generuje zmianę napięcia elektrycznego w zależności od poziomu tlenu w spalinach. Porównuje on szczątkową zawartość tlenu w spalinach z poziomem tlenu w otaczającym powietrzu i identyfikuje przejście od mieszanki bogatej (brak powietrza) do mieszanki ubogiej (nadmiar powietrza) i odwrotnie.
Uniwersalny czujnik tlenu spalin
Uniwersalny czujnik tlenu spalin jest niezwykle dokładny przy pomiarze zarówno bogatego, jak i ubogiego stosunku powietrza do paliwa. Ma większy zakres pomiarowy i nadaje się do stosowania również w silnikach wysokoprężnych i gazowych.
Współcześnie stosuje się podgrzewane czujniki tlenu, aby czujniki tlenu 
szybciej osiągały temperaturę roboczą i mogły dzięki temu wcześniej interweniować w procesie kontroli emisji. Podgrzewane czujniki HEGO nie muszą już być zawsze montowane w pobliżu silnika.
Skonstrukcja czujnika tlenu
Czujnik typu palcowego
Rdzeń czujnika typu palcowego składa się z elementu ceramicznego w kształcie palca. Jest on ogrzewany przez grzałkę wbudowaną w czujnik, ponieważ kontrola jest możliwa tylko przy minimalnej temperaturze roboczej 350 °C. Gazy spalinowe przepływają nad stroną elektrodową elementu czujnika, podczas gdy druga strona ma kontakt z powietrzem zewnętrznym. Powietrze zewnętrzne służy tutaj jako odniesienie do pomiaru resztkowej zawartości tlenu. Aby chronić element czujnika przed pozostałościami spalania i kondensatem w spalinach, obudowa czujnika jest wyposażona w rurkę ochronną po stronie spalin.
Czujnik planarny
Planarny czujnik tlenu jest produkowany w technologii grubowarstwowej. Kształt elementu czujnika przypomina wydłużoną płytkę. Zarówno cela pomiarowa jak i element grzejny są zintegrowane w tej płycie, dzięki czemu czujnik szybciej osiąga stan roboczy. Również tutaj zastosowano odpowiednie rury ochronne, które chronią element czujnika przed pozostałościami spalania i kondensatem w spalinach.