在一定的温度条件下，如果在二氧化锆块状陶瓷两侧的氧分压不同时，二氧化锆陶瓷内部将产生变化。这时通过俩端，可测到稳定的毫伏级信号，我们称之为氧电势。它服从能斯特方程：式中E为氧传感器输出的氧电势(mv)，Tk为炉内的绝对温度(K)，P1和P2分别为二氧化锆两侧气体的氧分压。实际应用时，将二氧化锆的一侧通入已知氧浓度的气本，我们称之为参比气。另一侧则是被测气体，就是我们要检测的炉内的气氛，氧传感器输出的信号就是氧电势信号，通过能斯特方程我们就可以得到被测炉气氛中的氧分压和氧电势的关系。参比气为空气时，可表示为：式中E为氧传感器输出氧电势;Tk为炉内的绝对温度;P02为炉内的氧分压。我们的氧传感器产品带有自加热装置，一般温度保证在700℃，这样TK数值基本是恒定的，从而通过上式可以直接测量出炉内氧分压浓度。 工程应用中采用标准气体来标定氧传感器输出氧电势E和氧分压浓度PO2的对应关系，这是目前最常用的方法。