汽油發電機二氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體，即二氧化鋯固體電解質管（guǎn），亦稱鋯管。鋯管固（gù）定在（zài）帶有安裝螺紋的固定套內，鋯管內表麵與大氣（qì）相通，外表麵與排氣相通，其內外（wài）表麵都覆蓋著一（yī）層多（duō）孔性的薄膜作為電極。氧（yǎng）傳感器安裝在排氣管上，為了防（fáng）止（zhǐ）排氣管內（nèi）廢氣中的雜質腐蝕鉑膜，在鋯管外表的（de）鉑膜上覆蓋一層（céng）多孔的陶瓷層，並加有帶槽口的防護套管。在其接線端有一個金屬護（hù）套上開有（yǒu）一孔，使鋯管內表麵（miàn）與大氣相通。當鋯管接觸氧氣時（shí），氧氣透過多孔（kǒng）鉑膜（mó）電極，吸附於二氧（yǎng）化鋯，並經電子交換成為負離子。由於鋯管內（nèi）表麵通大氣，外表麵通排氣，其內、外表麵的氧分子分壓不同，則負離（lí）子濃度（dù）也不同，從而形成負離子由（yóu）高濃度側向低（dī）濃度側的擴散（sàn）。

當（dāng）擴散處於平衡狀態時，兩電極間便形成電動勢，所以二氧化鋯傳感器的本質是化學電池，亦稱氧濃差電池。其輸出特性是，在過量空氣係數a=1時突變，a>1時輸出幾乎為零，a<1時輸出電壓接近1V。