在氧化鋯電解質(ZrO2管)的兩側面分別燒結上多孔鉑（Pt）電極，測量電池本體分為3層：鉑(電極)─氧化鋯(電解質)─鉑(電極)。鉑電極是多孔性的。煙道氣體通過過濾器或校驗氣體通過傳導管進入測量電池被測氣體一側，而另一側為參比空氣(含氧20.60％)。

       兩種含氧濃度不同的氣體作用在測量電池，便產生一個以對數為規(guī)律的電勢(兩側的氧濃度差愈大, 電勢信號愈大)。毫伏信號經氧分析儀轉換成0—10mA或4－20mA標準電流。此電流由氧分析儀接線端子輸出。

       測量電池的工作溫度設置為高于650℃的恒定溫度, 為了保持工作溫度恒定，用一支Ｋ型熱電偶測量電池的工作溫度，經氧分析儀內的溫度控制器調節(jié)加熱器的加熱電壓。

       當測量煙氣溫度高于700℃時，傳感器組成中省去加熱器和測溫熱電偶。

       在理想狀態(tài)下，當被測煙氣與參比氣濃度一樣時，其輸出電勢E值為 0 mV, 但在實際應用中，鋯管實際條件和現場情況均不是理想狀態(tài)。故事實上的鋯管是偏離此值的。實際上，一定氧含量鋯管輸出的電勢為理論值和本底電勢的和，我們稱為無濃差條件下鋯管輸出的電勢值為本底電勢或稱為零位電勢，此值的大小又在不同溫度下呈不同的值，并且隨鋯管使用期延長而變化。因此，如不對此情況處理，會嚴重影響整套測氧儀的準確和探頭壽命。