JPH021539A

JPH021539A - 加熱型酸素センサ

Info

Publication number: JPH021539A
Application number: JP63136269A
Authority: JP
Inventors: Nobuhide Kato; 伸秀加藤; Yasuhiko Hamada; 安彦濱田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-06-02
Filing date: 1988-06-02
Publication date: 1990-01-05
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0786498B2; DE3917710A1; DE3917710C2; US4909922A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、加熱型酸素センサに係り、特に酸素濃度差に
応じて起電力を発生する電気化学的セルを所定の電気的
加熱手段にて所望の温度に加熱せしめ得るようにした加
熱型酸素センサにおいて、その信頼性を高める技術に関
するものである。

（背景技術）従来から、ジルコニア磁器等の酸素イオン伝導性の固体
電解質体を用いて、酸素濃淡電池の原理により、自動車
等の内燃機関より排出される、被測定ガスとしての排気
ガスの酸素濃度を検知し、かかる内燃機関の空燃比を制
御することが知られている。

そして、この種の酸素濃度検出器たる酸素センサにあっ
ては、センサ素子として、板状、柱状。

有底円筒形状等の形状を有する固体電解質体の内外面に
白金等からなる所定の電極を設け、そしてその内側の電
極を大気に接触せしめて、基準酸素濃度の基準ガスに晒
される基準電極とする一方、外側の電極を被測定ガスで
ある排気ガスに晒して測定電極とする構造を採用するも
のであって、それら基準電極と測定電極との間の酸素濃
度の差に基づく起電力を検知することにより、かかる排
気ガス中の酸素濃度を測定しているのである。

一方、このような酸素センサを、測定されるべき被測定
ガスの温度が比較的低い場合においても有効に作動させ
るためには、かかる酸素センサにおけるセンサ素子の少
なくとも電極配置部（酸素濃度検知部）を、適当なヒー
タ（加熱手段）によって所定の高温度に加熱せしめる必
要があり、このために、従来にあっては、有底円筒形状
を為すセンサ素子の内孔内に傍熱型の電気的ヒータを設
けたり（特開昭５７−１４２５５５号公報参照）、また
積層型の板状形状のセンサ素子にあっては、その積層構
造内に電気的ヒータを一体的に埋設してなる構造のもの
（特開昭５４−１４０１４５号公報参照）等が明らかに
されている。

ところで、この種の酸素センサにあっては、殻に、セン
サ素子の先端部に位置する酸素濃度検知部において、外
側の測定電極が被測定ガスに晒される一方、内側の基準
電極は、センサ素子内で、その基部から先端部に達する
ように設けられた基準ガス通路内に露呈せしめられるよ
うになっており、そしてこのセンサ素子の基準ガス通路
は、基準ガスとしての空気を導くために、センサ素子基
部において開口され、大気との連通路を有する金属ケー
スでカバーされている。

しかしながら、このような構造の酸素センサが破水等を
受けたりすると、かかる連通路よりセンサ素子内部に水
等が侵入して、センサ素子が悪影響を受け、例えば絶縁
不良等を惹起して、センサ信号の正確な取出しを困難と
したり、内部に侵入した水が蒸発することにより、基準
酸素分圧が低下し、センサが誤動作したり、また磁器破
壊によるセンサ素子の破壊等が惹起されたりすることが
あった。

このために、従来から、例えば、特公昭６０−４２９１
２号公報等において、撥水性の多孔質体を金属ケースの
大気との連通部に設置することが提案されているが、構
造が複雑であったり、防水性が不充分である等という問
題が内在し、ていたのである。また、特開昭６２−２１
４３４７号公報等には、酸素センサ素子に特別の酸素ポ
ンプ手段を付加し、そのポンプ作用によって基準酸素濃
度の雰囲気をセンサ素子内部の密閉空間内に作り出すよ
うにした構成も明らかにされているが、このような構成
においては、酸素ポンプ手段を付加することによる工数
の増大、構造の複雑化、またそれによる歩留りの低下は
避けられないものであった。、更に、このような酸素ポ
ンプ手段を付加せずに、酸素濃度差に応じて起電力を発
生する電気化学的セルを構成する測定電極と基準電極を
酸素ポンプの電極として併用し、それら測定電極と基準
電極に抵抗を介して、ポンプ電流を流すようにした構成
も考えられているが、そのような抵抗体の設置は、必然
的に工数を増大せしめるものであり、またセンサ内部に
設置する場合には、耐熱的にも信頼性の乏しいものであ
ったのである。

（解決課題）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その解決すべき課題とするところは
、前記した如き電気的な加熱手段を設けた加熱型酸素セ
ンサにおいて、信頼性の高い、また製造工数を殆ど増加
せしめることのない、単純な構造で、大気との連通の必
要のない防水性の高いセンサ構造を実現することにある
。

（解決手段・作用）そして、本発明は、かかる課題解決のために、酸素イオ
ン伝導性の固体電解質体に接して、被測定ガスに接触せ
しめられる測定電極と基準ガスに接触せしめられる基準
電極とを設けて、それら電極に接触せしめられるガス中
の酸素濃度差に基づいて所定の起電力を発生する電気化
学的セルを構成すると共に、該電気化学的セルの固体電
解質体の前記基準電極が設けられた側に、該基準電極に
接する所定の電気絶縁層を介して、外部の直流電源に接
ＩＪされるヒータエレメントを設けて、センサ素子とみ
す一方、前記直流電源のマイナス極に接続される該ヒー
タエレメントの低電位側の部位と前記測定電極とを接続
せしめて、前記直流電源のプラス極に接続される該ヒー
タエレメントの高電位側の部位から、前記電気絶縁層を
介して、前記測定電極に、０．１マイクロアンペア以上
の漏洩電流が漏洩するように構成したことを特徴とする
ものである。

また、本発明に従う加熱型酸素センサは、酸素イオン伝
導性の固体電解質体に接して、被測定ガスに接触せしめ
られる測定電極と基準ガスに接触せしめられる基準電極
とを設けて、それら電極に接触せしめられるガス中の酸
素濃度差に基づいて所定の起電力を発生する電気化学的
セルを構成すると共に、該電気化学的セルの固体電解質
体の前記基準電極が設けられた側に、該基準電極に実質
的に接するガス溜め部を設け、また該ガス溜め部に接す
る所定の電気絶縁層を設け、更に該電気絶縁層を介して
、前記電気化学的セルとは反対側に、外部の直流電源に
接続されるヒータエレメントを設けて、センサ素子と為
す一方、前記直流電源のマイナス極に接続される該ヒー
タニレメンＩ・の低電位側の部位と前記測定電極とを接
続せしめて、前記直流電源のプラス極に接続される該ヒ
ータエレメントの高電位側の部位から、前記電気絶縁層
を介して、前記測定電極に、０．１マイクロアンペア以
上の漏洩電流が漏洩するように構成することをも、特徴
とするものである。

このような構成に係る加熱型酸素センサにあっては、ヒ
ータエレメントの高電位側の部位から測定電極に向って
流れる、ヒータ電流の漏洩電流によって、被測定ガス中
の酸素が測定電極から取り込まれて、ヒータエレメント
の高電位側の部位に導かれ、以て、かかる高電位側の部
位の周りに基準酸素濃度の雰囲気が形成されるようなる
のであり、そしてこの基準酸素濃度の雰囲気が基準ガス
として、センサ素子の内部に設けられている基準電極に
接触せしめられることによって、電気化学的セルは、そ
のような基準電極と外部の被測定ガスに接触せしめられ
る測定電極との間の酸素濃度差に基づいて、目的とする
起電力を出力することとなるのである。

なお、上記の如き構成の加熱型酸素センサにおいて、ヒ
ータエレメントの低電位側の部位と測定電極との接続は
、有利には、センサ素子の内部若しくは表面において行
なわれており、また、漏洩電流による酸素ボンピング作
用によって汲み込まれる酸素を溜める溜め部として有効
に機能させる上において、更には汲み込まれた酸素によ
って形成される酸素濃度の高い雰囲気を基準電極側に有
効に導く上においても、電気化学的セルとヒータエレメ
ントとの間に設けられる電気絶縁層は、有利には、多孔
質層とされることとなる。

（実施例）以下に、本発明に従う幾つかの実施例を、図面に基づい
て詳細に説明して、本発明の構成について、更に具体的
に明らかにすることとする。

先ず、第１図は、本発明の一具体例を示す模式図であっ
て、そのセンサ素子は先端部の酸素濃度検知部における
横断面形態として示されており、また第２図は、かかる
第１図におけるセンサ素子の分解斜視図である。

これら第１図及び第２図から明らかなように、センサ素
子１０は、狭幅な板状の長手形状を為しており、その先
端部に、酸素濃淡電池の原理を利用した酸素濃度検知部
１２が形成されている。要するに、第２図において、セ
ンサ素子１０の左側部位に酸素濃度検知部１２が形成さ
れているのであり、またその右側の基部に酸素濃度検知
部１２からの信号を取り出す電極端子やヒータエレメン
トに通電するための電極端子が設けられているのである
。また、このセンサ素子ｌＯは積層構造とされており、
電気化学的セル１４とヒータ層１６と基板１８とを積層
して、焼成することにより、一体的な構造とされている
。なお、基板１８は、後述する電気化学的セル１４を構
成する固体電解質体と同様な材料にて形成されている。

ところで、かかるセンサ素子ＩＯを構成する電気化学的
セル１４は、高温において酸素イオン伝導性を示す安定
化ジルコニア等からなる板状の固体電解質体２０を有し
ており、この固体電解質体２０の外側面に、白金等の公
知の導体材料からなる測定電極２２が設けられ、外部の
被測定ガスに接触せしめられるようになっており、また
固体電解質体２０の内側面には、該測定電極２２に対応
して、白金等の同様な導体材料からなる基準電極２４が
設けられている。なお、この基準電極２４は、そのリー
ド部において、固体電解質体２０に設けられたスルーホ
ール２６を通じて、該固体電解質体２０の外側面に導か
れ、そして測定電極２２と同一面において外部に取り出
されて、コンピューター等の所定の測定装置２８に接続
せしめられて、かかる電気化学的セル１４から出力され
る起電力が検出されるようになっている。

また、ヒータ層１６は、ヒータエレメント３０をアルミ
ナ等の電気的な絶縁材料からなる多孔質の絶縁層３２．
３４によって内外両側から挟むことにより、構成されて
いる。この内側の絶縁層３２と外側の絶縁層３４は積層
によって一体化せしめられ、そのような一体化された絶
縁層内にヒータエレメント３０が埋設された構造となっ
ている。

なお、ヒータエレメント３０は、センサ素子１０の先端
側に位置して、酸素濃度検知部１２を加熱する発熱部３
６と、リード部３８ａ、３８ｂとから構成され、それら
リード部３８ａ、３８ｂを介して、外部の直流電源４０
から所定のヒータ電流が通電せしめられ、以てかかるヒ
ータエレメント３０の発熱部３６が発熱せしめられるよ
うになっている。即ち、直流電源４０のプラス極には、
ヒータエレメント３０のリード部３８ａが接続されてお
り、また直流電源４０のマイナス極にはリード部３８ｂ
が接続されているのであり、そしてかかる直流電源４０
からのヒータ電流の通電によって、ヒータエレメント３
０のリード部３８ａ（則の部位が高電位部位となり、ま
たリード部３８ｂの側部位が低電位部位となることとな
る。

そして、かかる直流電源４０のマイナス極に接続された
ヒータエレメント３０の低電位側の部位（３８ｂ）と、
測定電極２２（具体的には、ここでは、そのリード部）
とが、固体電解質体２ｏ及び絶縁層３２にそれぞれ設け
られたスルーホール４２．４４を貫通して形成される接
続路４６によって、電気的に接続されているのである。

なお、かくの如き積層構造のセンサ素子１ｏは、印刷法
等の公知の各種の手法に従って製造され得るものであり
、例えば、固体電解質体２ｏの両面に測定電極２２と基
準電極２４を印刷により付与した後、更に基準電極２４
の面上に、内側の絶縁層３２、ヒータエレメント３０、
外側の絶縁層３４を順次印刷付与せしめ、更にそれらの
層が印刷付与された固体電解質体２０を基板１８に積層
して、焼成することにより、目的とするセンサ素子ｌＯ
が得られる。

従って、このような構造のセンサ素子１ｏにあっては、
ヒータエレメント３０の低電位側の部位（３８ｂ）と測
定電極２２とが接続路４６により電気的に接続されてい
るところから、外部の直流電源４０より所定のヒータ電
流がヒータエレメント３０に流されると、高温下におけ
る絶縁層３２゜３４の絶縁抵抗の低下によって、かかる
ヒータ電流の一部がヒータニレメン！・３０の高電位側
の部位から絶縁層３２．３４を通じて漏れ、これが漏洩
電流となって固体電解質体２０を通って測定電極２２に
向って流れ、そして測定電極２２から接続路４Ｇを通っ
てヒータニレメン１−３０の低電位側部位（３８ｂ）に
至るようになるのである。

そして、このようなヒータエレメント３０の高電位側の
部位から測定電極２２に向う漏洩電流の流れによって、
被測定ガス中に存在する酸素は、測定電極２２により取
り込まれて、酸素イオンとして、かかるヒータエレメン
ト３０の高電位側の部位に供給されるようになるのであ
り、そして測定電極２２側から移動せしめられた酸素イ
オンは、ヒータエレメント３０の高電位側の部位で酸素
となって、基準電極２４に接している多孔質の絶縁層３
２．３４に供給され、そこで溜まって、基準酸素濃度の
雰囲気を形成する。そして、この雰囲気が、基部ガスと
して基準電極２４に作用することとなる。

このように、ヒータエレメント３０からの漏洩電流によ
って基準酸素濃度の雰囲気が形成されるところから、そ
のような雰囲気を基準ガスとして利用することにより、
基準電極２４に大気を導くだめの通路をセンサ素子１０
内に設ける必要は全くなく、また特別の酸素ポンプの設
置も必要とすることなく、電気化学的セル１４によって
、酸素濃度差に基づくところの起電力を検出することが
可能となるのである。即ち、電気化学的セル１４の測定
電極２２が被測定ガスに接触せしめられる一方、その基
準電極２４が、漏洩電流によって形成される基準酸素濃
度の雰囲気からなる基準ガスにｌ妾触せしめられること
によって、それらガスの酸素濃度差に基づくところの起
電力を測定装置２８にて検出することが出来るのである
。

また、かかる起電力の検出によって、電気化学的セル１
４のプラス極、即ち基準電極２４から、コンピューター
等の測定装置２８を通り、測定電極２２に向う消費電流
が流れることになる。そして、この消費電流は、前記の
漏洩電流とは逆向きの流れであり、絶縁層３２．３４内
に溜まった酸素を消費する。このため、本発明にあって
は、かかる絶縁層３２（３４）の厚め、面積、純度、材
質等を適宜調整し、或いは選定して、かかる漏洩電流が
Ｏ，１マイクロアンペア以上となるように構成されてい
るのである。けだし、通常、コンピューターの如き測定
装置２８の内部インピーダンスはＩＯＭオーム以上であ
る一方、電気化学的セル１４の起電力は最大１■である
ところから、消費電流は最大０．１マイクロアンペアで
あり、それ故、漏洩電流を０．１マイクロアンペア以上
としておけば、基準電極２４に接触せしめられる基準酸
素が消費し尽くされてしまうことはないからである。

なお、漏洩電流が過大であっても、本実施例の如く、多
孔質絶縁層３２．３４がセンサ素子１０の基部端面に一
部露呈せしめられて、大気に解放連通されるようにすれ
ば、かかる多孔質絶縁層３２．３４内の酸素圧力が過大
となって、センサ素子ＩＯが破壊されてしまうようなこ
とも効果的に■止され得るのである。

なお、絶縁層３．２．３４は、アルミナ絶縁体の他、各
種の公知の絶縁体、例えばステアタイト、ムライＩ・等
のセラミック絶縁体や、高抵抗の酸化物半導体、高抵抗
の酸素イオン伝導体等の絶縁材料から形成されることと
なるが、これら絶縁体（材料）は、一般に、電気化学的
セルを用いて酸素）震度が検知される如き高温下におい
ては、その絶縁抵抗が低下するようになるのである。

そして、かかる絶縁層３２．３４のうち、内側の絶縁層
３２は多孔質層とされていることが望まシイ。ケタし、
漏洩電流による酸素ボンピング作用によって汲み込まれ
る酸素を溜める溜め部として、有効に機能させることが
出来るからであり、また汲み込まれた酸素によって形成
される酸素濃度の高い雰囲気を基準電極２４側に効果的
に導くことが出来るからである。

また、かかる内側の絶縁層３２と共に、外側の絶縁Ｆ！
３４をも、本実施例の如く多孔質とすれば、それも基準
酸素の溜め部として作用させることが出来るのである。

特に、内側の絶縁層３２の厚みにより漏洩電流を適切な
値とする一方、外側の絶縁層３４で基準酸素の溜め部と
しての体積を持たせるようにすることが好ましい。

ところで、本発明は、上例の如き構造の他に、第３図及
び第４図に示されるような構造においても、実施可能で
ある。

この第３図及び第４図に示される本発明の他の一例に係
る具体例では、電気化学的セル１４とヒータＮ１６との
間に、該電気化学的セル１４を構成する固体電解質体２
０と同様な材料からなる板状のスペーサ５０が介装せし
められて、積層されており、そしてこのスペーサ５０に
設けられた切欠部によって、密閉された内部空所５２が
形成されている。従って、この内部空所５２には、ヒー
タ層１６の内側の絶縁ＪＩｆ３２が、その対応する部位
において露呈せしめられている一方、電気化学的セル１
４の基準電極２４がアルミナ多孔質層５４を介して臨み
、かかる基準電極２４が、該アルミナ多孔質層５４を通
じて、実質的に内部空所５２内の雰囲気に接触し得るよ
うになっている。

このような構造における内部空所５２は、それが絶縁層
３２と接しているところから、漏洩電流によって発生せ
しめられる酸素の溜め空間として有効に機能するもので
あり、そしてこの内部空所５２内に溜まった酸素は、例
えば、エンジン作動直後等のセンサ素子１０が充分に加
熱されない間でも、絶縁層３２　（３４）の絶縁抵抗が
徐々に低下して、漏洩電流が所定の値になるまでの間、
基準酸素として働くこととなる。

なお、本具体例において、基準電極２４上に設けられた
アルミナ多孔質層５４は、かかる基準電極２４と同様な
大きさにおいて密着して形成されており、これによって
、内部空所５２に接していない基準電極２４部分、換言
すれば固体電解質体２０とスペーサ５０にて挟まれる電
極部分にまで、充分な酸素が供給されるようになってい
るのである。尤も、かかる基準電極２４が充分に多孔質
であり、そのような埋設された電極端部にまで内部空所
５２内の酸素を容易に導くことが出来れば、そのような
アルミナ多孔質層５４の配設は不要である。

また、かかる基準酸素溜め部としての内部空所５２の大
きさ（体積）は、測定されるべき被測定ガスとしての排
ガスを生じるエンジンのスタート等によって、ヒータエ
レメント３０にヒータ電流が通じられてから、充分な酸
素が漏洩電流によって汲み込まれるまでの期間の酸素の
消費量を考慮して、適宜に選定されることとなる。

なお、本具体例において、他の部分は、前記具体例と同
様であるので、同一の番号を付して、詳細な説明は省略
することとする。尤も、本具体例においては、ヒータエ
レメント３０のリード部３Ｑａ、３８ｂが、絶縁層３４
．基板１８及びアルミナ等からなる絶縁層５６にそれぞ
れ設けられたスルーホール５８．６０を通じて基板１８
の外側面に導かれて、接続端子を形成しており、そして
それら接続端子が外部の直流電源（図示せず）に接続せ
しめられるようになっている。また、ヒータエレメント
３０の低電位側の部位（３８ｂ）と測定電極２２とを接
続する接続路４６も、スペーサ５０に設けられたスルー
ホール５８を貫通するように設けられている。

更にまた、第５図に示される本発明の更に異なる他の具
体例にあっては、上例の如き大きな内部空所５２とは異
なり、スペーサ５０を貫通するように設けられた複数の
小孔６４によって、基準酸素の溜め空間としての溜め部
が形成されているところに、一つの特徴がある。

本具体例においては、ヒータエレメント３０の低電位側
部位（３８ｂ）と測定電極２２との接続が、センサ素子
ＩＯの側面に対する導体材料の側面印刷（固体電解質体
２０．スペーサ５０．基板１８の側面に斜線にて示され
ている部位に対する印刷）によって形成された接続路４
６を通じて、実現されている。

このように、ヒータエレメント３０の低電位側部位（３
８ｂ）と測定電極２２との接続は、上側の如く、スルー
ホールによる導通の他、側面印刷等、如何なる方法で実
施しても何等差支えなく、また上記の各具体例の如（、
そのような接続をセンサ素子部で行なう、換言すればセ
ンサ素子１０の内部若しくは表面において行なうのが望
ましいが、またセンサ素子以外のところにおいて行なわ
れていても、何等差支えないのである。

以上゛、本発明に従う加熱型酸素センサの構成について
、幾つかの具体例に基づいて説明してきたが、本発明は
、そのような例示の具体例のみに限定して解釈されるも
のでは決してなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにお
いて、当業者の知識に基づいて種々なる変形、修正、改
良等を加えた形態において実施され得るものであり、本
発明が、そのような実施形態のものをも含むものである
ことが、理解されるべきである。

例えば、例示の具体例においては、電気化学的セル１４
を構成する固体電解質体２０は安定化ジルコニアにて構
成され、本発明では、そのようなＺｒＯ□を主成分とす
る酸素イオン伝導性の固体電解質が有利に用いられ得る
ものであるが、またその他の酸素イオン伝導性の固体電
解質、例えば５ｒＣｅＣ）＋　、ＢｉｚＯ３−希土類酸
化物系固溶体等の材料を用いて形成されたものであって
も、何等差支禾ないのである。

また、ヒータエレメント３０は、高温により酸化され難
い材料にて形成することが望ましく、例えば、白金、パ
ラジウム、ロジウム、イリジウムルテニウム、オスミウ
ムの如き白金族金属等の導電性金属が有利に用いられ得
る。また、そのようなヒータエレメント３０は、基地と
の密着一体部の向上を図るために、上記の如き導電性金
属にセラミックスの微粉末を混入せしめて、その焼成を
行なうことにより形成するようにすることも可能である
。

さらに、センサ素子１０は、例示された板状のもののみ
に限定されるものでは決してなく、例えば、特開昭６１
−２７２６４９号公報等に明らかにされている如き、厚
膜技術によって作製される円柱形状のものであっても何
等差支えない。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明に従う加熱型酸
素センサは、ヒータエレメントからの漏洩電流を外側の
測定電極に向って流し、そしてそれによって外部の被測
定ガスからセンサ素子の内部に酸素を取り込み、基準酸
素濃度の雰囲気を形成して、基準ガスとして基にセミ極
に供給し得るようにしたものであって、これにより、従
来の如き空気通路によって基準電極を大気に連通せしめ
る必要がなく、以て防水性の高い加熱型酸素センＩＪ−
と為し得たのであり、またヒータエレメントの所定部位
と測定電極とを接続せしめるだけであるところから、別
途に酸素ポンプ手段を設ける場合に比して、構造が著し
く簡単となり、しかも工数を殆ど増加させることなく製
造が可能となって、得られる加熱型酸素センサの信頼性
も有利に高め得ることとなったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一具体例を示す模式図であって、そ
のセンサ素子は先端部の酸素濃度検知部における横断面
形態として示されており、第２図は、かかる第１図にお
けるセンサ素子の分解斜視図である。また、第３図は、
本発明の他の一具体例を示す、第１図に相当する模式図
であり、第４図は、第３図に示される具体例の、第２図
に相当する分解斜視図である。第５図は、本発明の更に
異なる一具体例を示す分解斜視図である。１０：センサ素子１４；電気化学的セル１８二基板２２；測定電極２８：測定装置３０：ヒータエレメント３２．３４：絶縁層　　３６３８ａ：内側のリード部３８ｂ：外側のリード部４０：直流電源　　　　４６１２；酸素濃度検知部１６；ヒータ層２０：固体電解質体２４；基準電極二発熱部：接続路５０ニスペーサ：内部空所５４：アルミナ多孔質層：絶縁層：小孔

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸素イオン伝導性の固体電解質体に接して、被測
定ガスに接触せしめられる測定電極と基準ガスに接触せ
しめられる基準電極とを設けて、それら電極に接触せし
められるガス中の酸素濃度差に基づいて所定の起電力を
発生する電気化学的セルを構成すると共に、該電気化学
的セルの固体電解質体の前記基準電極が設けられた側に
、該基準電極に接する所定の電気絶縁層を介して、外部
の直流電源に接続されるヒータエレメントを設けて、セ
ンサ素子と為す一方、前記直流電源のマイナス極に接続
される該ヒータエレメントの低電位側の部位と前記測定
電極とを接続せしめて、前記直流電源のプラス極に接続
される該ヒータエレメントの高電位側の部位から、前記
電気絶縁層を介して、前記測定電極に、０．１マイクロ
アンペア以上の漏洩電流が漏洩するように構成したこと
を特徴とする加熱型酸素センサ。
（２）酸素イオン伝導性の固体電解質体に接して、被測
定ガスに接触せしめられる測定電極と基準ガスに接触せ
しめられる基準電極とを設けて、それら電極に接触せし
められるガス中の酸素濃度差に基づいて所定の起電力を
発生する電気化学的セルを構成すると共に、該電気化学
的セルの固体電解質体の前記基準電極が設けられた側に
、該基準電極に実質的に接するガス溜め部を設け、また
該ガス溜め部に接する所定の電気絶縁層を設け、更に該
電気絶縁層を介して、前記電気化学的セルとは反対側に
、外部の直流電源に接続されるヒータエレメントを設け
て、センサ素子と為す一方、前記直流電源のマイナス極
に接続される該ヒータエレメントの低電位側の部位と前
記測定電極とを接続せしめて、前記直流電源のプラス極
に接続される該ヒータエレメントの高電位側の部位から
、前記電気絶縁層を介して、前記測定電極に、０．１マ
イクロアンペア以上の漏洩電流が漏洩するように構成し
たことを特徴とする加熱型酸素センサ。
（３）前記ヒータエレメントの低電位側の部位と前記測
定電極との接続が、前記センサ素子の内部若しくは表面
において行なわれている請求項（１）又は（２）記載の
加熱型酸素センサ。
（４）前記電気絶縁層が多孔質層である請求項（１）乃
至（３）の何れかに記載の加熱型酸素センサ。