Oksijen sensörü, gaz veya sıvıda bulunan oksijen oranını ölçen elektronik bir alettir. Motor kontrol ünitesine gönderilen sinyal ile hava-yakıt karışım oranını, zengin karışım veya fakir karışım olduğu tesit edilmektedir. Motor kontrol ünitesi her zaman ideal olması gereken hava-yakıt karışımı ile çalışmaktadır. Hava-yakıt karışımında az hava çok yakıt var ise zengin karışım, çok hava az yakıt var ise fakir karışım olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu durum enjektörleri harekete geçirerek püskürtme sürelerini ayarlamaktadır. Ayrıca bu işlem gaz kelebeğine de etki ederek hava-yakıt oranını ideal hale getirir. Bu karışımlar sayesinde motor’ un verimliliği artacak, yakıt tasarrufu sağlanacak ve egzoz emisyonu düşürülerek motor performansı yükseltilecektir.
Oksijen sensörü genellikle soğuk havalarda çalışmamaktadır. Genellikle sabahın ilk saatlerinde hava’ nın daha da soğuk olmasıyla birlikte motor’ un ısınması zaman alacaktır. Lamda sensörü de soğuk havalarda çalışmadığı için motor da düzenli bir şekilde çalışmayacaktır. Bu nedenle içerisinde ısıtıcı rezistans bulunmayan oksijen sensörleri kullanılabilir. Genellikle benzin enjeksiyonlu turbo benzinli araçlarda kullanımı uygundur.
Oksijen sensörü’ nün bir ucu egzoz borusu içerisinde kalır. Aracın hava-yakıt karışımı ile çıkan duman egzoza gönderilir ve egzoz gazı’ nın tamamı karbondioksit değil, oksijen karışımı da olması gerekmektedir. Bu aşamada egzoz gazı’ nın karışımında oksijen miktarı az veya çok olması durumunda oksijen sönsörü arıza olarak algılayabilir. Oluşan arıza da zamanında tamir olmaz ise oksijen sensörleri aracın katalitik konverterine zarar verebilir. Bu nedenle oksijen sensörü arızalandığı zaman tamir gerektirmektedir.
