工作原理：氧化鋯氧分析儀的核心是由氧化鋯氧固體電解質構成的一個濃差電池，即傳感器：其表達式：氧化鋯氧固體電解質在高溫下（600℃以上）對氧離子表現導電性，若將其加熱到600℃以上，并使其兩側接觸不同氧分壓（濃度）時，在氧分壓較高的一側（比如空氣）電極上（陽極），氧分子獲得電子成為氧離子，氧離子進入氧化鋯固體電解質的氧離子空穴中，從而使該電極帶正電，氧離子通過氧化鋯 的氧離子空穴迅速遷移到氧分壓（濃度）低的一側（陰度）電極上，釋放電子還原為氧分子。使該電極帶負電。其電極反應如下：

陽極邊：（Po）O2＋4e→202-     陰極邊：（Px）O2-－4e→02     總反應：（Po）O2→（Px）O2

電極反應達到平衡后，就形成一個濃差電勢E，根據能斯特定律，其值為：

 （1）式中：E—— 電勢（mV）

R—— 氣體常數（=1.987卡／度·克分子）         F—— 法拉弟常數（=23060卡／伏·克當量）

T—— 熱力學溫度（K）                                Po——參比氣體氧濃度百分數，如果是空氣為20.60％02

Px——被測氣體氧濃度百分數（％）         選定T=750℃（T=1023K），將有關數值代入，得出公式：

  （2）根據（2）式可知氧電勢E和被測氧濃度Px成單值對應關系，即Px=f（E）習慣上稱這種測氧方法為定溫式或自溫式測氧；若只檢測氧化鋯傳感器溫度而并不對其進行控制，則被測氣體氧濃度Px由T和E兩者決定，即Px=f（T.E）習慣上稱這種測氧方法為浮溫式或它溫式測氧。就這兩種測氧方法而言，定溫式適用于被測氣樣溫度較低的場合（低于600℃）而浮溫式則對于中高溫場合表現出更大的靈活性。ZOA系列氧化鋯氧分析儀將這兩種方式融為一體，應認為是氧化鋯測氧技術的一個進步。

ZOA系列氧化鋯氧分析儀儀表特點：1．儀表屬直插式結構，擴散式采樣，由于傳感器不直接經受樣氣沖刷，傳感器壽命較長。     2．首先提出采用低溫測量，便于選取結構材料，探頭整體壽命延長。3．探頭設計有校準氣路和室溫補償器，可以就地進行在線校準，保證儀器靈敏，準確，操作方便。4．轉換器智能化設計，多功能顯示。數據處理部分采用80C196單片微機，精度高功能強，除顯示傳感器工作溫度和被測氣體氧含量之外，還可以顯示傳感器內阻及有關故障點，便于工作人員及時發現和處理。5．獨到的升溫和控溫系統把定溫式和浮溫式融合為一體，簡化了設計，又大大的擴展了使用范圍。6．儀表采用全浮空結構設計，既解決了系統的接地問題，又有效地屏蔽系統之間的干擾，加之設計有在線校準程序，就提高了系統的穩定性，又保證了儀表的準確度要求。全套儀表還具有體積小，重量輕，安裝維修方便等優點，大大減輕了操作人員的勞動量。