電化學氧傳感器（氧電池）工作原理
所有的氧氣傳感器都是自身供電，有限擴散，其金屬-空氣型電池由空氣陰極，陽極和電解液組成。
采用密封的燃料池氧傳感器是當前國際上的測氧方法之一。燃料池氧傳感器是由高活性的氧電極和鉛電極構成，浸沒在KOH的溶液中。在陰極氧被還原成氫氧根離子，而在陽極鉛被氧化。進入傳感器的氧氣的流速取決于傳感器頂部的毛細微孔的大小。當氧氣到達工作電極時，它立刻被還原釋放出氫氧根離子：
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
這些氫氧根離子通過電解質到達陽極（鉛），與鉛發生氧化反應，生成對應的金屬氧化物。
2Pb + 4OH- 2PbO + 2H2O + 4e-
上述兩個反應發生生成電流，電流大小相應地取決于氧氣反應速度（法拉第定律），可外接一只已知電阻來測量產生的電勢差，這樣就可以準確測量出氧氣的濃度。電化學反應中，鉛極參與到氧化反應中，使得這些傳感器具有一定的使用期限，一旦所有可利用的鉛被氧化，傳感器將停止運作。通常氧氣傳感器的使用壽命為1-2 年，但也可以通過增加陽極鉛的含量或限制接觸陽極的氧氣量來延長傳感器的使用壽命。
KOH溶液與外界有一層高分子薄膜隔開，樣氣不直接進入傳感器，因而溶液與鉛電極不需定期清洗或更換。樣氣中的氧分子通過高分子薄膜擴散到氧電極中進行電化學反應，電化學反應中產生的電流決定于擴散到氧電極的氧分子數，而氧的擴散速率又正比于樣氣中的氧含量，這樣，該傳感器輸出信號大小只與樣氣中的氧含量相關，而與通過傳感器的氣體總量無關。通過外部電路的連接，反應中的電荷轉移即電流的大小與參加反應的氧成正比例關系。
采用此方法進行測氧，可以不受被測氣體中還原性氣體的影響，免去了許多的樣氣處理系統。它比老式“金網-鉛”原電池測氧更快速，不需要漫長的開機吹除過程，“金網-鉛”原電池樣氣直接進入溶液中，導致儀器的維護量很大，而燃料電池法樣氣不直接進入溶液中，傳感器可以非常穩定可靠的工作很長時間。事實上， 燃料電池氧傳感器是免維護的。