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前氧传感器的作用是检测气缸混合气燃烧后产生的废气中的氧含量，一般氧含量高说明混合气稀，氧含量低说明混合气过浓，而前氧传感器根据氧含量的不同传递不同的电信号给ECU，这样ECU就可以根据这个信息来对混合气进行修正。

当前氧传感器发生故障时，ECU就不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对混合气的浓度进行反馈控制，（喷油和进气多了还是少了，ECU根本不知道）这样一来动机油耗和排气污染增加，发动机会出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。

汽车氧传感器用于检测进入三元催化转换装置的排气气体状态，是使用三元催化转换装置发动机上必不可少的传感器。发动机的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降。所以为了使装有三元催化转换装置的发动机达到最佳的排气净化性能，必须把混合气的空燃比控制在理论空燃比附近很窄的范围内。目前已在汽车上使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。