DE10100599A1 - Gassensor - Google Patents

Abstract

Es wird ein Gassensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente, insbesondere in einem Abgas eines Verbrennungsmotors, vorgeschlagen, das ein Sensorelement (10) enthält. Das Sensorelement (10) weist einen Meßbereich (11) und einen Zuleitungsbereich (12) auf, wobei in dem Meßbereich (11) mindestens eine elektrochemische Zelle sowie beabstandet von der elektrochemischen Zelle ein Meßelement (31) angeordnet ist. Die elektrochemische Zelle weist einen Festelektrolyten sowie eine erste und eine zweite auf dem Festelektrolytkörper (21) angeordnete Elektrode (53, 51) auf. Zur ersten und zweiten Elektrode (53, 51) ist jeweils eine in einem Zuleitungsbereich (12) des Sensorelements (10) angeordnete Zuleitung (53a, 51a) geführt. In einen Gesamtwiderstand, der in eine Regelung eines Heizelements (57) eingeht, geht zumindest ein erster Widerstand der ersten und der zweiten Elektrode (53, 51) sowie deren Zuleitungen (53a, 51a) und ein zweiter Widerstand des Festelektrolyten ein. Die Temperaturkoeffizienten des ersten und des zweiten Widerstands sind derart aufeinander abgestimmt, daß eine Veränderung der Temperaturverteilung im Sensorelement (10) aufgrund auf den Zuleitungsbereich (12) wirkender äußerer Einflüsse den Gesamtwiderstand derart beeinflußt, daß die Temperatur des Meßelements (31) wenigstens näherungsweise konstant bleibt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gassensor nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.

Derartige Gassensoren sind dem Fachmann bekannt. Die Gassensoren weisen ein Gehäuse auf, das in einer Meßöffnung eines Abgasrohres angebracht ist und in dem ein Sensorelement durch eine Dichtpackung festgelegt ist. Das Sensorelement weist als elektrochemische Zellen beispielsweise eine Pumpzelle und eine Nernstzelle auf. Die Nernstzelle weist eine Nernstelektrode und eine Referenzelektrode sowie einen zwischen Nernstelektrode und Referenzelektrode angeordneten Festelektrolyten auf. Die Pumpzelle wird durch eine äußere Pumpelektrode, eine innere Pumpelektrode sowie einen zwischen äußerer Pumpelektrode und innerer Pumpelektrode angeordneten weiteren Festelektrolyten gebildet. Die äußere Pumpelektrode ist auf einer Außenseite des Sensorelements aufgebracht und steht in Kontakt zu dem Abgas außerhalb des Sensorelements. Die innere Pumpelektrode und die Meßelektrode sind in einem Meßgasraum angeordnet, in den das Abgas über eine Diffusionsbarriere gelangen kann. Die Referenzelektrode ist in einem Referenzgasraum angeordnet, der in Kontakt zu einer Referenzgasatmosphäre, beispielsweise der Umgebungsluft, steht. In einem Zuleitungsbereich auf der dem Meßbereich abgewandten Seite des Sensorelements sind Zuleitungen zu den Elektroden vorgesehen, die die Elektroden mit auf dem zuleitungsseitigen Ende des Sensorelements aufgebrachten Kontaktflächen elektrisch verbinden.

Für einen optimalen Betrieb des Sensorelements ist es in der Regel notwendig, daß zumindest im Bereich eines im Meßbereich angeordneten Meßelements eine vorbestimmte Solltemperatur vorliegt, die beispielsweise bei ca. 500 bis 800 Grad Celsius liegt. Zur Erreichung dieser Temperatur ist vorgesehen, das Sensorelement im Bereich des Meßelements mit einem Heizelement zu erwärmen. Weicht die tatsächliche Temperatur im Bereich des Meßelements von der Solltemperatur ab, so wird das Meßsignal des Gassensors beeinträchtigt und dadurch die Meßgenauigkeit vermindert. Da die Temperatur des das Sensorelement umgebenden Abgases stark schwankt, ist es notwendig, das Heizelement zu regeln. Hierzu ist bekannt, die Temperatur im Meßbereich des Sensorelements zu messen und das Heizelement abhängig von diesem Meßergebnis zu - beziehungsweise abzuschalten und so die Solltemperatur einzuregeln.

Ein solches Meßelement, für das eine konstante Betriebstemperatur notwendig ist, ist beispielsweise die Diffusionsbarriere. Da nämlich der Diffusionswiderstand der Diffusionsbarriere stark temperaturabhängig ist, und da der Fluß der zu bestimmenden Gaskomponente durch die Diffusionsbarriere und damit das Meßergebnis des Sensorelements vom Diffusionswiderstand abhängt, führt eine Veränderung der Temperatur des Diffusionswiderstands zu einer Beeinträchtigung des Meßergebnisses des Gassensors.

Um die Temperatur des Meßbereiches zu ermitteln, ist bekannt, das Sensorelement mit einer Wechselspannung zu beaufschlagen und mit einer Meßeinrichtung einen Wechselspannungsgesamtwiderstand zu ermitteln. Die Wechselspannung wird zwischen den Zuleitungen zweier Elektroden angelegt. Hierzu werden häufig die Elektroden der Nernstzelle verwendet. Der Wechselspannungsgesamtwiderstand setzt sich in diesem Fall zusammen aus den Wechselspannungswiderständen der Meßelektrode und der Referenzelektrode und deren Zuleitungen sowie dem Wechselspannungswiderstand des Festelektrolyten zwischen Meßelektrode und Referenzelektrode. Aus dem Wechselspannungsgesamtwiderstand kann auf den temperaturabhängigen Wechselspannungswiderstand des Festelektrolyten im Meßbereich und damit auf die Temperatur des Sensorelements im Meßbereich geschlossen werden. Im folgenden wird unter einem Widerstand immer der entsprechende Wechselspannungswiderstand verstanden.

Die beschriebene Temperaturregelung kann gestört werden, wenn das Gehäuse durch den Kontakt mit dem heißen Abgasrohr stark erwärmt wird. Hierbei können am Gehäuse Temperaturen von bis zu 600 Grad Celsius auftreten. Durch das heiße Gehäuse wird über die Dichtpackung auch das Sensorelement im Zuleitungsbereich erwärmt, wodurch der Wärmefluß in Zuleitungsbereich und Meßbereich des Sensorelements verändert wird. Hierdurch kann es zu einer Veränderung des Gesamtwiderstands kommen, die nicht der Veränderung der Temperatur im Bereich der Meßstelle entspricht. Dementsprechend wird aufgrund der Veränderung des Gesamtwiderstands das Heizelement so geregelt, daß im Bereich der Meßstelle nicht mehr die Solltemperatur vorliegt. Dieser Effekt tritt insbesondere auf, wenn sich der Wärmefluß aus dem Zuleitungsbereich auf den Festelektrolyten im Bereich der Nernstzelle, der den größten Beitrag zum Gesamtwiderstand leistet, anders auswirkt als auf den Bereich des Meßelements.

Aus der DE 100 35 036 ist ein Gassensor bekannt, bei dem die äußere Pumpelektrode auf einer Außenseite des Sensorelements auf einer ersten Festelektrolytfolie aufgebracht ist. Die innere Pumpelektrode und die Meßelektrode sind in einem in eine zweite Festelektrolytfolie einbrachten Meßgasraum angeordnet. Mindestens eine Referenzelektrode ist in einem ebenfalls in die zweite Festelektrolytfolie eingebrachten Referenzgasraum vorgesehen. Zu den Elektroden sind Zuleitungen geführt, die von den angrenzenden Festelektrolytfolien durch Isolationsschichten elektrisch isoliert sind. Da der Bereich des Festelektrolytkörpers, der zwischen der Meßelektrode und der Referenzelektrode angeordnet ist, näher am Zuleitungsbereich des Sensorelements liegt als die Diffusionsbarriere, wird dieser Bereich durch ein heißes Gehäuse stärker erwärmt als der Bereich der Diffusionsbarriere. Da der Bereich zwischen Meßelektrode und Referenzelektrode, nicht aber der Bereich der Diffusionsbarriere zum Gesamtwiderstand beiträgt, wird der Bereich der Diffusionsbarriere auf eine zu niedrige Temperatur geregelt.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Gassensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß das Heizelement des Sensorelements so geregelt wird, daß die Temperatur eines im Meßbereich des Sensorelements angeordneten Meßelements unabhängig von Veränderungen der Temperaturverteilung im Sensorelement aufgrund auf den Zuleitungsbereich wirkender äußerer Einflüsse konstant bleibt.

Das Heizelement wird durch einen Gesamtwiderstand geregelt, in den ein erster Widerstand einer ersten und einer zweiten Elektrode sowie deren Zuleitungen und ein zweiter Widerstand eines zwischen erster und zweiter Elektrode angeordneten Festelektrolytkörpers eingehen. Die Temperaturkoeffizienten des ersten und des zweiten Widerstands sind so aufeinander abgestimmt, daß bei einer Veränderung der Temperaturverteilung durch auf den Zuleitungsbereich wirkende äußere Einflüsse der Gesamtwiderstand so beeinflußt wird, daß die Temperatur des Meßelements wenigstens näherungsweise konstant bleibt.

Bei einer Erwärmung des Zuleitungsbereichs, beispielsweise durch eine Erwärmung des Gehäuses, in dem das Sensorelement mittels einer Dichtpackung festgelegt ist, verändert sich der Wärmefluß in den Meßbereich des Sensorelements. Sind beispielsweise die Abstände des Meßelements und des zweiten Widerstands von der Wärmequelle im Zuleitungsbereich unterschiedlich, so ist auch der Wärmefluß vom Zuleitungsbereich in das Meßelement und in den zweiten Widerstand unterschiedlich. Die Temperaturkoeffizienten des ersten und des zweiten Widerstands sind so aufeinander abgestimmt, daß der unterschiedliche Wärmefluß in den zweiten Widerstand und in das Meßelement, der beispielsweise bei einem temperaturunabhängigen ersten Widerstand zu einer falschen Regelung der Temperatur des Meßelements führen würde, durch die aus der Änderung der Temperaturverteilung im Zuleitungsbereich resultierende Veränderung des ersten Widerstands derart ausgeglichen wird, daß die Temperatur des Meßelements wenigstens näherungsweise konstant bleibt.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Gassensors möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Meßelement die Diffusionsbarriere ist. Sind die Temperaturkoeffizienten des ersten und des zweiten Widerstandes so aufeinander abgestimmt, daß die Temperatur der Diffusionsbarriere im Betrieb unabhängig von auf den Zuleitungsbereich wirkender äußerer Einflüsse konstant ist, so ist ein besonders stabiler Betrieb des Gassensors sichergestellt. Durch die gleichmäßige Temperatur der Diffusionsbarriere ist der Diffusionswiderstand für das die Diffusionsbarriere durchdringende Meßgas konstant, so daß eine ausreichende Meßgenauigkeit des Gassensors auch bei wechselnden Temperaturverteilungen im Zuleitungsbereich gesichert ist.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen Fig. 1 als Ausführungsbeispiel ein Sensorelement eines erfindungsgemäßen Gassensors in einer Schnittdarstellung und Fig. 2 einen der Schnittlinie II- II in der Fig. 1 entsprechenden Schnitt des Ausführungsbeispiels.

Ausführungsbeispiele

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Sensorelement 10 einer Breitband-Lambdasonde, die dem Nachweis einer Gaskomponente, beispielsweise von Sauerstoff im Abgas eines Verbrennungsmotors, dient. Das Sensorelement 10 weist einen Meßbereich 11 und einen Zuleitungsbereich 12 auf und ist als Schichtsystem mit einer ersten, zweiten, dritten und vierten Festelektrolytschicht 21, 22, 23, 24 aufgebaut. In die erste und zweite Festelektrolytschicht 21, 22 ist ein Gaszutrittsloch 30 eingebracht. In der zweiten Festelektrolytschicht 22 ist ein Meßgasraum 40, in den Abgas durch das Gaszutrittsloch 30 und eine Diffusionsbarriere 31 gelangen kann, sowie ein Referenzgasraum 41 vorgesehen, der mit einer außerhalb des Sensorelements 10 gelegenen Referenzgasatmosphäre in Verbindung steht.

Auf der ersten Festelektrolytschicht 21 sind im Meßgasraum 40 eine ringförmige innere Pumpelektrode 50 mit einer Zuleitung vorgesehen. Auf der Außenfläche der ersten Festelektrolytschicht 21 ist eine ringförmige äußere Pumpelektrode 52 mit einer Zuleitung aufgebracht. An die zweite Festelektrolytschicht 22 grenzen die dritte und vierte Festelektrolytschicht 23, 24. Auf die dritten Festelektrolytschicht 23 ist im Meßgasraum 40 eine ringförmige Nernstelektrode 53 mit einer Zuleitung 53a und im Referenzgasraum 41 eine Referenzelektrode 51 mit einer Zuleitung 51a aufgebracht. Zwischen der dritten und der vierten Festelektrolytschicht 23, 24 ist ein Heizelement 57 mit einer Heizelementisolierung 58 vorgesehen. Die Zuleitungen der Elektroden 50, 51, 52, 53 sind von nicht dargestellte Isolationsschichten umgeben und damit von den benachbarten Festelektrolytfolien elektrisch isoliert.

Der im Messgasraum 40 vorliegende Sauerstoffpartialdruck wird durch eine Nernstzelle bestimmt, die durch die Nernstelektrode 53 und die Referenzelektrode 51 sowie den Bereich der Nernstzelle 16, also der Bereich der zwischen Nernstelektrode 53 und Referenzelektrode 51 liegenden ersten, zweiten und dritten Festelektrolytschicht 21, 22, 23, gebildet wird. An den Elektroden der Nernstzelle liegt eine durch unterschiedliche Sauerstoffpartialdrücke im Messgasraum 40 und im Referenzgasraum 41 hervorgerufene Nernstspannung an, die durch eine außerhalb des Sensorelements gelegene Auswerteelektronik gemessen werden kann und aus der auf den Sauerstoffpartialdruck im Meßgasraum 40 geschlossen werden kann.

Durch die innere und die äußere Pumpelektrode 50, 52 sowie den Bereich 15 der zwischen innerer und äußerer Pumpelektrode 50, 52 liegenden Festelektrolytschichten, im wesentlichen der ersten Festelektrolytschicht 21, wird eine Pumpzelle gebildet. Mittels der Nernstspannung wird durch die Auswerteelektronik die an der Pumpzelle anliegende Pumpspannung so geregelt, dass im Messgasraum 40 ein vorbestimmter Sauerstoffpartialdruck, beispielsweise Lambda = 1, vorliegt. Der hierbei auftretende Pumpstrom wird durch den durch die Diffusionsbarriere 31 diffundierenden Fluß an Sauerstoffmolekülen begrenzt, der wiederum vom Sauerstoffpartialdruck im Abgas abhängt. Somit kann aus dem Pumpstrom auf den Sauerstoffpartialdruck im Abgas geschlossen werden. Eine temperaturbedingte Änderung des Diffusionswiderstandes der Diffusionsbarriere 31 kann sich daher direkt auf das Meßergebnis des Gassensors auswirken.

Die Diffusionsbarriere 31 wird daher mit dem Heizelement 57 auf eine Solltemperatur geheizt, die bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise bei 800 Grad Celsius liegt. Zur Regelung des Heizelements 57 wird die Temperatur im Meßbereich 11 bestimmt. Hierzu werden die Zuleitungen 53a, 51a der Nernstzelle mit einer Wechselspannung beaufschlagt und aus dem temperaturabhängigen Gesamtwiderstand mittels der Auswerteelektronik die Temperatur des Meßbereichs 11 des Sensorelements 10 bestimmt und so das Heizelement 57 geregelt. Der Gesamtwiderstand wird durch einen ersten Widerstand und einen zweiten Widerstand gebildet. Der erste Widerstand ergibt sich aus den Widerständen der Nernstelektrode 53 sowie ihrer Zuleitung 53a und der Referenzelektrode 51 sowie ihrer Zuleitung 51a. Der zweite Widerstand ist der Widerstand im Bereich der Nernstzelle 16, also der zwischen Nernstelektrode 53 und Referenzelektrode 51 liegende Bereich der ersten, zweiten und dritten Festelektrolytschicht 21, 22, 23. Der erste Widerstand weist einen positiven Temperaturkoeffizienten, der zweite Widerstand einen negativen Temperaturkoeffizienten auf.

Der Zuleitungsbereich 12 des Sensorelements 10 weist bei einem kalten Gehäuse zumindest in den dem Meßbereich 11 abgewandten Bereichen eine Temperatur von beispielsweise 30 Grad Celsius auf. Das Heizelement 57 erwärmt den Bereich der Diffusionsbarriere 31 auf den Sollwert von 800 Grad Celsius. Dies entspricht einem bestimmten Sollwert für den Gesamtwiderstand. Da der Bereich der Nernstzelle 16 näher am Zuleitungsbereich 12 liegt als die Diffusionsbarriere 31, liegt im Bereichs der Nernstzelle 16 eine niedrigere Temperatur vor als im Bereich der Diffusionsbarriere 31, nämlich beispielsweise 750 Grad Celsius.

Bei einem heißen Gehäuse liegen im Zuleitungsbereich 12 Temperaturen von beispielsweise 600 Grad Celsius vor. Durch die Erwärmung des Sensorelements 10 im Zuleitungsbereich 12 wird auch der Meßbereich 11 erwärmt. Da der Bereich der Nernstzelle 16 näher am Zuleitungsbereich 12 liegt als der Bereich der Diffusionsbarriere 31, ist der Wärmefluß in den Bereich der Nernstzelle 16 größer als in den Bereich der Diffusionsbarriere 31. Daher bewirkt die Temperaturerhöhung im Zuleitungsbereich eine Erwärmung des Bereichs der Nernstzelle 16 um beispielsweise 20 Grad, während der Bereich der Diffusionsbarriere 31 nur um 10 Grad erwärmt wird. Durch die Erwärmung des Bereichs der Nernstzelle 16 sinkt der zweite Widerstand, wodurch aufgrund der Temperaturregelung die Heizleistung des Heizelements 57 vermindert wird. Da die Heizleistung des Heizelements 57 zumindest näherungsweise gleichmäßig auf den Meßbereich 11 des Sensorelements 10, also sowohl auf den Bereich der Nernstzelle 16 als auch auf den Bereich der Diffusionsbarriere 31 wirkt, wirkt sich eine Verminderung der Heizleistung auf die Temperatur im Bereich der Nernstzelle 16 und im Bereich der Diffusionsbarriere 31 gleich aus. Um die Solltemperatur im Bereich der Diffusionsbarriere 31 zu erreichen, darf die Heizleistung also nur soweit absinken, daß der vom Zuleitungsbereich 12 ausgehende Wärmefluß in den Bereich der Diffusionsbarriere 31 ausgeglichen wird. Im vorliegenden Beispiel soll die Heizleistung so vermindert werden, daß der Temperaturanstieg um 10 Grad aufgrund des heißen Zuleitungsbereichs ausgeglichen wird durch eine Verminderung der Heizleistung, die einer Temperaturabnahme um 10 Grad entspricht.

Die Änderung des zweiten Widerstandes aufgrund des heißen Gehäuses im Bereich der Nernstzelle 16 entspricht aber einer Erhöhung der Temperatur um 20 Grad Celsius. Wäre der Beitrag des ersten Widerstandes zum Gesamtwiderstand temperaturabhängig, so würde aufgrund der Temperaturregelung bei einem heißen Gehäuse die Heizleistung so vermindert, daß gerade die Temperaturerhöhung im Bereich der Nernstzelle 16 ausgeglichen würde. Somit würde bei einem heißen Gehäuse im Bereich der Nernstzelle 16 eine Temperatur von 750 Grad vorliegen. Dagegen würde der Bereich der Diffusionsbarriere eine Temperatur von 790 Grad Celsius, also 10 Grad Celsius unter der Solltemperatur, aufweisen, da nämlich der Temperaturfluß in den Bereich der Diffusionsbarriere 31 einer Temperaturerhöhung von 10 Grad Celsius entspricht, während die Verminderung der Heizleistung einer Temperaturverminderung von 20 Grad entspricht.

Daher ist der erste Widerstand so gewählt, daß das zu starke Absinken des zweiten Widerstandes bei einem heißen Gehäuse durch einen entsprechenden Anstieg des ersten Widerstandes kompensiert wird.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt der erste Widerstand bei einem kalten Gehäuse bei 10 Ohm (Zuleitungsbereich 12 bei 30 Grad Celsius) und der zweite Widerstand bei 200 Ohm (Bereich der Nernstzelle 16 bei 750 Grad Celsius). Das Heizelement 57 wird somit auf einen Gesamtwiderstand von 210 Ohm geregelt, wodurch im Bereich der Diffusionsbarriere 31 die Solltemperatur von 800 Grad Celsius erreicht wird. Bei einem heißen Gehäuse erwärmt sich der Zuleitungsbereich 12 auf beispielsweise 600 Grad Celsius, wodurch der erste Widerstand ungefähr verdoppelt wird und bei ca. 20 Ohm liegt. Da auf einen Gesamtwiderstand von 210 Ohm geregelt wird, liegt der zweite Widerstand bei 190 Ohm. Dies entspricht einer Temperatur des Bereichs der Nernstzelle 16 von 760 Grad. Damit wird durch die beschriebenen Wärmeflüsse im Bereich der Diffusionsbarriere 31 gerade die Solltemperatur von 800 Grad Celsius erreicht.

Der Widerstand der Zuleitungen 51a, 53a kann beispielsweise beeinflußt werden durch die Veränderung der Querschnittsfläche der Zuleitungen 51a, 53a. Ebenso kann der gewünschte Widerstand der Zuleitungen 51a, 53a durch eine entsprechende Wahl der Zusammensetzung der Zuleitungen 51a, 53a eingestellt werden. So kann beispielsweise bei einer Zuleitung 51a, 53a aus einem Cermet der Anteil der keramischen Komponente verändert werden. Es ist ebenso denkbar, daß die metallische Komponente des Cermet aus einer Legierung von Platin mit mindestens einem weiteren Edelmetall besteht, beispielsweise einer Legierung aus Platin und Palladium, wobei der Palladium-Anteil an der metallischen Komponente des Cermets im Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent, beispielsweise 10 Gewichtsprozent liegt. Bei dem Material der Zuleitungen 51a, 53a muß darauf geachtet werden, daß die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes der Zuleitungen 53a, 51a nicht zu gering ist, damit ein Ausgleich der temperaturbedingten Änderung des zweiten Widerstandes möglich ist.

Es ist weiterhin denkbar, daß der Widerstand innerhalb der Zuleitung 51a, 53a abschnittsweise unterschiedlich ist. So kann beispielsweise in dem Bereich des Zuleitungsbereichs 12, der bei einem heißen Gehäuse am stärksten erwärmt wird, ein Abschnitt der Zuleitungen 51a, 53a vorgesehen sein, der einen höheren Widerstand aufweist als die Abschnitte der Zuleitungen 51a, 53a in den kälteren Bereichen des Zuleitungsbereichs 12.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform weisen die innere Pumpelektrode 50 und die Nernstelektrode 53 zumindest bereichsweise dieselbe Zuleitung auf. Um den Pumpspannungsbedarf gering zu halten, kann diese Zuleitung niederohmig ausgelegt sein. Um den gewünschten Wert für den ersten Widerstand zu erreichen, muß dann die Zuleitung 51a zur Referenzelektrode entsprechend hochohmig ausgeführt sein.

Es ist außerdem denkbar, daß der Wärmefluß in den Bereich der Nernstzelle geringer ist als in den Bereich der Diffusionsbarriere, wenn beispielsweise der Bereich der Nernstzelle weiter vom Zuleitungsbereich entfernt ist als der Bereich der Diffusionsbarriere. Die Erfindung läßt sich auch auf diesen Fall übertragen.

Claims (11)

1. Gassensor zur Bestimmung der Konzentration einer Gaskomponente, insbesondere in einem Abgas eines Verbrennungsmotors, mit einem Sensorelement, das einen Meßbereich und einen Zuleitungsbereich aufweist, wobei in dem Meßbereich mindestens eine elektrochemische Zelle sowie beabstandet von der elektrochemischen Zelle ein Meßelement angeordnet ist, wobei die elektrochemische Zelle einen Festelektrolytkörper sowie eine erste und eine zweite auf dem Festelektrolytkörper angeordnete Elektrode aufweist und zur ersten und zweiten Elektrode jeweils eine in einem Zuleitungsbereich des Sensorelements angeordnete Zuleitung führt, wobei in einen Gesamtwiderstand, der in eine Regelung eines Heizelements eingeht, zumindest ein erster Widerstand der ersten und der zweiten Elektrode sowie deren Zuleitungen und ein zweiter Widerstand des Festelektrolytkörpers eingehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturkoeffizienten des ersten und des zweiten Widerstands derart aufeinander abgestimmt sind, daß eine Veränderung der Temperaturverteilung im Sensorelement (10) aufgrund auf den Zuleitungsbereich (12) wirkender äußerer Einflüsse den Gesamtwiderstand derart beeinflußt, daß die Temperatur des Meßelements (31) wenigstens näherungsweise konstant bleibt.

2. Gassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorelement (10) in einem Gehäuse festgelegt ist und daß die Veränderung der Temperaturverteilung im Zuleitungsbereich (12) des Sensorelements (10) im wesentlichen auf einer Erwärmung des Gehäuses des Gassensors zurückgeht.

3. Gassensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Zelle in Richtung der Längsachse des Sensorelements (10) von dem Meßelement (31) beabstandet ist.

4. Gassensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich des Zuleitungsbereichs (12) des Sensorelements (10), der durch das Gehäuse am stärksten erwärmt wird, ein Abschnitt der Zuleitungen (53a, 51a) der ersten und zweiten Elektrode (53, 51) vorgesehen ist, der gegenüber dem Widerstand der Zuleitungen (53a, 51a) der ersten und zweiten Elektrode (53, 51) außerhalb dieses Abschnittes einen höheren Widerstand aufweist.

5. Gassensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtwiderstand ermittelt wird, indem zwischen den Zuleitungen (53a, 51a) zur ersten und zweiten Elektrode (53, 51) eine Wechselspannung angelegt wird und durch eine außerhalb des Sensorelements (10) angeordnete Meßelektronik der Wechselspannungsgesamtwiderstand bestimmt wird.

6. Gassensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (31) eine Diffusionsbarriere ist.

7. Gassensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrochemische Zelle eine Nernstzelle einer Breitbandsonde oder einer Lambda-Sonde ist, und daß die erste Elektrode (53) eine in einem Meßgasraum (40) angeordnete Nernstelektrode und die zweite Elektrode (51) eine in einem Referenzgasraum (41) angeordnete Referenzelektrode ist.

8. Gassensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Zuleitung (51a) zur Referenzelektrode (51) größer ist als der Widerstand der Zuleitung (53a) zur Nernstelektrode (53).

9. Gassensor nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgas durch ein Gaszutrittsloch (30) und durch die Diffusionsbarriere (31) in den Meßgasraum (40) gelangen kann.

10. Gassensor nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Diffusionsbarriere (31) eine Pumpzelle vorgesehen ist, die eine im Meßgasraum (40) angeordnete innere Pumpelektrode (50), eine auf einer Außenfläche des Sensorelements (10) angeordnete äußere Pumpelektrode (52) sowie einen zwischen innerer und äußerer Pumpelektrode (50, 52) angeordneten weiteren Festelektrolytkörper (21) aufweist.

11. Gassensor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (53a, 51a) zur ersten und zweiten Elektrode (51, 53) zumindest bereichsweise ein Cermet aufweisen, das als eine keramische Komponente Al₂O₃ und als metallische Komponenten Platin und Palladium enthält, wobei der Palladium-Anteil bezogen auf die metallische Komponente des Cermets im Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent liegt.