JPS60211355A - 酸素センサおよび酸素濃度測定装置 - Google Patents

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） 本発明はガス中の酸素濃度を検出する酸素センサおよび
酸素濃度測定装置に関する。

（従来技術） 近時、エンジンの吸入混合気の空燃比を精度よく目標値
に制御するために、排気系に酸素センサを設けて、空燃
比と相関関係をもつ排気中の酸素濃度に応じて燃料供給
量をフィードバック制御している。また、最近では省エ
ネルギ−の観点からエンジンを稀ｉ混合気燃焼させて燃
費の向上を図るように空燃比のフィード／＜ツタ制御を
行うことが試られており、そのため理論空燃比より稀薄
な空燃比（以下、リーン空燃比という）を検出できる酸
素センサが開発されている。

従来のこの種の酸素センサとしては、例えば特開昭５６
−８９０５１号公報に記載されたものがあり、第１．２
図のように示される。第１．２図において、１は酸素セ
ンサであり、酸素センサ１は酸素濃度に応じて起電力を
発生する一種の酸素濃淡電池の原理を応用したものであ
る。２は電気絶縁性の隔膜層であり、隔膜層２の表面上
には二つに分けた基準電極３．４が設けられている。基
準電極３．４は酸素イオン伝導性の固体電解質５で包持
されており、この固体電解質５を挟んで測定電極６が積
層されている。そして、これら固体電解質５と測定電極
６は拡散層７によって被覆されており、拡散層７は被検
ガスに接して被検ガスが酸素センサｌ内に拡散侵入する
割合を規定している。したがって、拡散Ｎ７を拡散侵入
した被検ガスの測定電極６における酸素分圧の変化速度
は被検ガス中の酸素分圧よりも小さい。また、隔膜層２
内には固体電解質５の活性を保つように適温に加熱する
ヒータ８が埋設されている。

基準電極４と測定電極６間には電流供給回路９から流し
込み電流Ｉｓが基準電極４から測定電極６に向って供給
されており、この流し込み電流Ｉｓにより測定電極６か
ら基準電極４に向って固体電解質５内を酸素イオンが移
動する。

したがって、基準電極４の酸素分圧が高められるが、こ
の基準電極４の周囲に存在する酸素分子は固体電解質５
内等を拡散し、この酸素分子の拡散と前記酸素イオンの
流入とが均衡した状態で基準電極４の酸素分圧が決定さ
れる。基準電極４と基準電極３が近接して配置されてい
るため、基準電極３の酸素分圧は基準電極４の酸素分圧
と等しい。一方、測定電極６の酸素分圧は拡散Ｎ７を拡
散侵入してくる被検ガス中の酸素分圧により検定される
が、拡散層７が被検ガスの酸素センサ１内への拡散侵入
の割合を規定しているため、測定電極６の酸素分圧は被
検ガス中の酸素分圧よりも低下している。そして、前記
基準電極３の酸素分圧をＰａ、測定電極６の酸素分圧を
ｐｂとすると、両電極３．６間には次式のネルンストの
式で決定される起電力Ｅが発生する。

Ｅ＝　（ＲＴ／４Ｆ）　・Ｉｎ　（Ｐａ／Ｐｂ）但し、
Ｒ：気体定数、 Ｔ：絶対温度、 Ｆ：ファラディ定数、 この起電力Ｅは、被検ガスの所定の酸素濃度を境として
、急変化し、その急変する酸素濃度の値は前記流し込み
電流Ｉｓの値により変化する。すなわち、流し込み電流
Ｉｓの大きさによって基準電極３の酸素分圧が変化して
、起電力Ｅの急変す〜竺律Ｊス中の酸素濃度が変化する
。そして、測定電極６の酸素分圧ｐｂが拡散［７により
被検ガス中の酸素濃度より所定の割合で低下した酸素分
圧を維持しているので、起電力Ｅを電圧測定手段１０で
測定することにより、酸素濃度の濃い被検ガス中の酸素
濃度を容易に測定することができる。また、酸素センサ
ｌば内部抵抗Ｒｓを有しており、この抵抗Ｒｓは酸素セ
ンサ１の活性状態に応して変化し、その変動を抑えるた
めにヒータ８の温度を加熱用電源１１で制御している。

この酸素センサ１を利用して、内燃機関の空燃比を制御
するものとしては、例えば本出願人が先に出願した「空
燃比制御装置」　（特願昭５８−７９０３２号）があり
、第３図のように示すことができる。第３図において、
１は酸素センサであり、酸素センサ１は起電力Ｅと内部
抵抗Ｒｓにより示される。酸素センサｌには電流供給回
路２１から抵抗ＲＢを介して流し込み電流Ｉｓが供給さ
れており、この流し込み電流■Ｓの値は抵−抗Ｒ８の両
端間の電圧降下として電流値検出回路２２により検出さ
れている。電流値検出回路２２はオペアンプＯＰＩ、Ｏ
Ｆ２および抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４より構成されて
おり、流し込み電流ｉｓの値を抵抗Ｒｅの両端間の電圧
降下として測定し電圧信号Ｖｔを出力している。電流供
給回路２１はオペアンプＯＰ３、ＯＦ２、ＯＦ２および
抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、ＲＩＯより構成さ
れており、酸素センサ出力Ｖｓが目標電圧Ｖａとなるよ
うに流し込み電流Ｉｓの値を設定している。この目標電
圧Ｖａは電源電圧１５Ｖを抵抗Ｒ５、Ｒ６で分圧した基
準電圧ｖＯに電流値検出回路２２の出力■ｉを定数（ｋ
倍）した電圧を加算した値、すなわちＶａ＝Ｖｏ＋ｋＶ
ｌに設定されており、これは酸素センサ出力Ｖｓの切り
換わり空燃比における急変電圧の略中間値である。また
、定数にはＶａ＝Ｖｏ＋に−Ｖｉ＝Ｖｏ＋ｌ５−Ｒｓと
なるように設定される。ここで基準電圧Ｖ。

にｌ５−Ｒｓを加えて目標電圧Ｖａとしているのは、酸
素センサ１の内部抵抗Ｒｓによる電圧降下を補償するた
めである。そして、電流供給回路２１は酸素センサ出力
Ｖｓが目標電圧Ｖａとなるように、流し込み電流Ｔｓの
値をオペアンプＯＰ５により制御している。

一方、エンジンへの燃料の供給はフィードバック制御手
段２３により行われており、フィードバンク制御手段２
３は運転条件に応じて目標空燃比を設定するとともに、
電流値検出回路２２の出力Ｖｉに基づいて図示しない燃
料供給手段（例えば、インジェクタ）の供給する燃料噴
射量を制御して空燃比を目標空燃比に制御している。

この場合、電流値検出回路２２の出力Ｖｉは流し込み電
流１ｓの値に対応しており、流し込み電流Ｉｓの値は第
４図に実線で示すように酸素センサ１の切り換わりを空
燃比に対応している（以下、これらの関係をＶｉ−Ａ／
Ｆ特性という）。そして、この切り換わり空燃比は流し
込み電流Ｉｓの増加に伴って理論空燃比よりリーン側に
移行する。したがって、酸素センサ出力■Ｓを目標電圧
Ｖａとして設定し、酸素センサ出力Ｖｓがこの目標電圧
Ｖａとなるように流し込み電流Ｉｓを供給すると、この
流し込み電流ＩＳは現在の空燃比に応じた値となり、そ
の値を検出することにより、現在の空燃比が検出される
。そして、フィードバック制御手段詔が電流値検出回路
２２の出力Ｖｔに基づいて目標空燃比からのずれの大き
さを判断し、このずれの大きさに応じて燃料供給量若し
くは空気量を適切に制御することにより、空燃比が目標
空燃比に制御される。

しかしながら、このような従来の酸素センサにあっては
、被検ガスが拡散層を拡散侵入して酸素センサ内に流入
し、測定電極の酸素分圧を決定する構成となっていたた
め、被検ガス中のゴミ等が拡散層の表面や拡散層の孔中
に付着し、拡散層の被検ガスの拡散侵入を規制する規制
割合が大きくなって、酸素センサの感度が低下する。特
に、この酸素センサを内燃機関の空燃比制御に適用する
と、被検ガスが機関の排気ガスとなり、酸素センサはル
ーバー等に収納されて装着されるが、排気ガス中のカー
ボンなどの未燃成分の拡散層への付着が多く、上記規制
割合の増加が非常に大きくなる。したがって、空燃比の
変化に対する酸素センサの応答性が悪化するとともに、
第４図に一点鎖線で示すように、空燃比Ａ／Ｆの変化に
対する流し込み電流の変化量が小さくなる。その結果、
空燃比制御の応答性や精度が低下するという懸念があっ
た。

（発明の目的） そこで、本発明は、酸素センサを測定電極と基準電極と
の酸素分圧を測定可能な酸素分圧比とする拡散層を被検
ガスに晒されない基準電極側に設けたものとし、また、
この基準電極の酸素分圧が被検ガスの酸素分圧と常に所
定分圧比となるようにポンプ電流を流して、このポンプ
電流の値に基づいて被検ガス中の酸素濃度を測定するこ
とにより、拡散層へのごみ等の付着を防止して酸素濃度
の濃い被検ガスの酸素濃度を高感度で測定することを目
的とする。

（発明の構成） 本発明は、酸素センサを酸素イオン伝導性の固体電解質
を挟んで基準電極と被検ガスに晒される測定電極を有し
、両電極間の＃ｌ＠分圧比に応じた電圧を出力するセン
サ素子部と、基準電極を覆い基準電極の周りに第１酸素
層を画成するとともに該第１酸素層と一定酸素濃度の第
２酸素層との間の酸素の移動割合を規定する酸素層画成
部材と、ポンプ電極間に供給されるポンプ電流の大きさ
に応じた酸素イオンを移動して第１酸素層の酸素分圧を
調整するポンプ素子部と、を備えたものとすることによ
り、また、酸素濃度測定装置を、酸素イオン伝導性の固
体電解質を挟んで基準電極と被検ガスに晒される測定電
極を有し、両電極間の酸素分圧比に応じた電圧を出力す
るセンサ素子部と、基準電極を覆い基準電極の周りに第
１酸素層を画成するとともに該第１酸素層と一定酸素濃
度の第２＃＆素層との間の酸素の移動割合を規定する酸
素層画成部材と、ポンプ電極間に供給されるポンプ電流
の大きさに応じた酸素イオンを移動して第１酸素層の酸
素分圧を調整するポンプ素子部と、ポンプ電流の値を検
出する電流値検出回路と、センサ素子部の出力電圧が所
定値となるようにポンプ電流をポンプ電極に供給する電
流供給回路と、を備えたものとすることにより、測定電
極と基準電極間の酸素分圧を測定可能な分圧比としつつ
拡散層へのごみ等の付着を防止して高酸素濃度の被検ガ
スの酸素濃度を高感度で検出するものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５〜７図は本発明の第１実施例を示す図であり、第５
図は酸素センサの分解斜視図、第６図は酸素センサの断
面図、第７図は測定回路である。第５．６図において酸
素センサについて説明すると、３１は電気絶縁性の高い
平板状のアルミナ基板であり、アルミナ基板３１の上面
（図中上方の端面）にはヒータ３２を挟んで基準ガス導
入板３３が積層される。基準ガス導入板３３の上面には
基準ガス導入溝３４が形成されており、この基準ガス導
入板３３上には２枚の隔壁板３５．３５が順次積層され
る。下側の隔壁板３５には小孔３５ａが穿設されており
、上側の隔壁板３６には大きな矩形の貫通孔３６ａが形
成されている。隔壁板３６の上面には酸素イオン伝導性
の固体電解質３７が積層され、固体電解質３７の両面に
は第１内側電極３Ｂ、第２内側電極３９および外側電極
４０が、例えば、印刷処理等により設けられている。第
１内側電極３Ｂと第２内側電極３９は前記貫通孔３６ａ
に位置するように設けられており、外側電極４０は被検
ガスに晒される。そして、前記隔壁板３５．３６は第１
および第２内側電極３８．３９を覆って両電極３８．３
９の囲りに貫通孔３６ａを第１酸素層４１として画成す
る酸素層画成部材４２を構成し、隔壁板３５と基準ガス
導入板３３は基準ガス導入溝３４を第２酸素層４３とし
て画成している。この第２酸素層４３には酸素濃度一定
の基準ガス（例えば、大気）が導入され、前記小孔３５
ａは第１酸素Ｎ４１と第２酸素層４３とを連通ずるとと
もに両層４１．４３間の酸素の移動割合を規定している
。

また、前記各電極３Ｂ、３９．４０およびヒータ３２に
はリード線４４．４５．４６．４７．４８が接続されて
いる。外側電極４０と第１内側電極３Ｂとの間にポンプ
電流１ｐが供給され、ポンプ電流ｒｐの大きさに応じた
酸素イオンがポンプ電流ｒｐｈ逆方向に移動して第１酸
素層４１の酸素濃度が調整される。したがって、外側電
極４１と第１内側電極３８とはポンプ電極として作用し
、両電極３８．４゜と固体電解質３７とはポンプ素子部
４９を構成している。また、外側型ＷＡ４０と第２内側
電極３９との間には被検ガスの酸素分圧Ｐｇと第１酸素
１ｉｔ４１の酸素分圧Ｐ、との酸素分圧比によりネルン
ストの式で決定される起電力Ｅが発生し、リード線４７
．４８間に電圧Ｖｓを出力する。したがって、これら両
電極４０．３９および固体電解質３７は、外側電極４０
を測定電極とし、第２内側電極３９を基準電極とするセ
ンサ素子部５ｏを構成している。

この酸素センサは、外側電極４ｏが被検ガスに晒され、
第１および第２内側電極３８．３９が小孔３５ａを通し
て第２＃素層４３に連通ずる第１酸素［４１内のガスに
晒されている。そして、第２酸素Ｎ４３には一定酸素濃
度の基準ガス（例えば、大気）が導入され、第１酸素［
４１と第２酸素屓４３との間の酸素の移動割合が小孔３
５ａにより規定されている。この両層４］、４３間の酸
素分子の移動量Ｉｄは、第１酸素Ｎ４１の酸素分圧をＰ
、、第２酸素層４３の酸素分圧をＦ２とすると、両層４
１．４３の酸素分圧Ｐ、、Ｆ２の差ΔＰヮ　（ΔＰ１２
＝ＩＰＩ　Ｆ２１）に比例し、次式で示される。

Ｉｄ＝に、・ΔＰｒ２＝Ｋｒ　・Ｉ　Ｐ　１Ｐ２　１−
−　ｉｌｌ 但し、ＫＩ　：比例定数 また、上記ポンプ電流１ｐはセンサ素子部５０の出力Ｖ
ｓが所定値となるように、すなわち、被検ガスの酸素分
圧Ｐｇと第１酸素１１４１の酸素分圧Ｐ、が常に所定分
圧比となるように供給される。したがって、次式が成立
する。

ｐｌ＝に２　・Ｐ　ｇ　−−−−（２１但し、Ｆ２　：
比例定数 このときのポンプ電流１ｐは前記第１酸素Ｎ４１と第２
酸素Ｆｉ！４３の間で移動する酸素分子量Ｉｄと均り合
し、次式が成立する。

ｉｐ＝に３　・Ｉｄ＝に、・Ｋ、・ΔＰ１２＝に、−に
、・ｌ　ＰＩ　−Ｆ２　１−−〜（３）但し、Ｆ３　：
比例定数、 この（３）式に（２）式を代入すると、Ｉｐ＝に、・Ｆ
３　・ｌＦ２　・ＰｇＰｚｌ−−−＋４１ となる。いま、基準ガスの酸素分圧ｐ２が一定であるか
ら、ポンプ電流ｉｐの変化は被検ガスの酸素分圧Ｐｇ、
すなわち被検ガスの酸素濃度の変化に対応する。したが
って、ポンプ電流Ｉｐの値を検出することにより、被検
ガスの酸素濃度を測定することができる。その結果、こ
の酸素センサは外側電極４０と第２内側電極３９との酸
素分圧比を測定可能な酸素分圧比とする酸素層画成部材
４２が被検ガスに晒らされていないので、被検ガスの酸
素濃度を高感度で検出することができる。

この酸素センサに使用される測定回路の１例としては、
第７図に示すようなものがあり、この測定回路は電流供
給回路５１と電流値検出回路５２から構成されており、
電流供給回路５１は抵抗Ｒｈおよびリード線４６．４８
を通して外側電極４０と第１内側電極３８間にポンプ電
流ｒｐを供給する。電流値検出回路５２は、差動アンプ
ｄａｆ１と抵抗Ｒｈより構成されており、ポンプ電流ｌ
ｐの値を抵抗Ｒｂの両端間の電圧降下として測定して電
圧信号Ｖｔを出力している。電流供給回路５】は、オペ
アンプＯＰ２、ＯＦ２、ＯＦ２と抵抗Ｒ１、Ｒ２より構
成されており、オペアンプＯＰ２には第２内側電極３９
に接続されたリード線４７を通してセンサ素子部５０の
出力電圧Ｖｓが人力されている。オペアンプＯＰ３はセ
ンサ素子部５０の出力電圧Ｖｓの反転増幅信号■ａ　（
Ｖａ＝−に−４・Ｖｓ、に−４：比例定数）を目標電圧
ＶａとしてオペアンプＯＰ４に出力する。オペアンプＯ
Ｐ４にはこの目標電圧Ｖａと電流値検出回路５２からの
出力電圧Ｖｉとが入力されており、オペアンプＯＰ４は
Ｖａ＝Ｖｉとなるように、すなわち、Ｖｓ＝Ｏとなるよ
うにポンプ電流ｒｐを外側電極４０と第１内側電極３８
の間に供給している。すなわち、この測定回路は第１酸
素層４１の酸素分圧Ｐ、が被検ガスの酸素分圧Ｐｇと等
しくなるようにポンプ電流Ｉｐを供給しており、このポ
ンプ電流１ｐを検出する電流値検出回路５２の出力電圧
Ｖｉは、第８図に示すように、被検ガスの酸素分圧Ｐｇ
と一対一の関係にある。したがって、電流値検出回路５
２の出力電圧Ｖｉにより被検ガスの酸素濃度が測定され
る。また、これら酸素センサと測定回路を内燃機関の空
燃比検出装置に適用すると、電流値検出回路５２の出力
電圧Ｖｉは空燃比と第９図に示すような関係となる。し
たがって、内燃機関の空燃比を排気ガスによるよごれの
影響を受けることなく感度よく検出することができ、空
燃比制御の応答性や精度を向上させることかで今る。

第１Ｏ１１１図は本発明の第２実施例を示す図であり、
第１０図はその酸素センサの分解斜視図、第１１図はそ
の測定回路である。

前記第１実施例の酸素センサにおいては外側電極が測定
電極とポンプ電極の両電極の作用をしていたが、本実施
例の酸素センサは測定電極とポンプ電極を別々に設けて
おり、本実施例の説明にあたり第１実施例と同一構成部
分には同一符号のみを附してその説明を省略する。

第１０図において、固体電解質ｒの上面には第１外側電
極６１と第２外側電極６２とが設けられており、両電極
６１．６２にはリード線６３．６４が接続されている。

第１外側電極６１は固体電解質屏を挟んで第１内側電極
３８と対向しており、第２外側電極６２は第２内側電極
３９に対向している。

第１外側電極６１と第１内側電極３８の間にポンプ電流
Ｉｐが供給され、第１酸素層４１の酸素濃度が調整され
る。したがって、第１外側電極６１と第１内側電極３８
はポンプ電極として作用し、両電極３８．６１と固体電
解質ｒはポンプ素子部６５を構成する。また、第２外側
電極６２と第２内側電極３９との間には被検ガスの酸素
分圧Ｐｇと第１酸素層の酸素分圧Ｐ、との酸素分圧比に
応じた起電力Ｅが発生し、リード線４７．６４間に電圧
ＶＳを出力する。したがって、これら両電極３９．６２
および固体電解質ｒは第２外側電極６２を測定電極とし
、第２内側電極３９を基準電極とするセンサ素子部６６
を構成する。

この酸素センサに使用される測定回路を第１１図に基づ
いて説明する。この測定回路は、第７図に示す測定回路
の電流供給回路５１のオペアンプＯＰ２への入力が少し
変更されたものである。すなわち、センサ素子部６６の
電極３９．６２とポンプ素子部６５の電極３８．６１と
を独立させたことにより、センサ素子部６６の両電極３
９．６２がらの信号が差動アンプｄｅｆ２に入力されて
おり、電流供給回路６７がオペアンプＯＰ３、ＯＦ２と
差動アンプｄｅｆ２と抵抗Ｒ１、Ｒ２により構成されて
いる。

本実施例においても、第１実施例と同様の効果が得られ
る。

第１２図は本発明の酸素センサ第３実施例を示す要部部
分断面図である。

第１２図において、７１は多孔性体であり、多孔性体７
１の上面には内側電極７２を挟んで固体電解質７３が積
層される。固体電解質７３の上面には第１外側電極７４
と第２外側電極７５とが近接して設けられており、これ
ら第１および第２外側電極７４．７５は被検ガスに晒さ
れる。また、多孔性体７１は酸素濃度一定の基準ガスに
接しており、基準ガスと内側電極７２との間の酸素の移
動割合を規定している。したがって、多孔性体７１は多
孔性体７１を第１酸素層として内側電極７２を囲む酸素
層画成部材を構成する。この内側電極７２と第１外側電
極７４間にポンプ電流Ｉｐが供給され、第１酸素層であ
る多孔性体７１内の酸素濃度を調整する。したがって、
内側電極７２、第１外側電極７４および固体電解質７３
はポンプ素子部７６を構成する。また、内側電極７２と
第２外側電極７５との間には被検ガスの酸素分圧ｐｇと
第１酸素層の酸素分圧Ｐ８との酸素分圧比に応じた起電
力Ｅが発生する。したがって、これら両電極７２．７５
および固体電解質７３は、内側電極７２を基準電極とし
、第２外側電極７５を測定電極とするセンサ素子部７７
を構成する。

この酸素センサにおいても、センサ素子部７７での測定
可能な酸素分圧比を作り出す多孔性体７１が被検ガスに
晒されないので、酸素濃度の濃い被検ガスの酸素濃度を
高感度で測定することができる。

（効果） 本発明によれば、センサ素子部に測定可能な酸素分圧比
を作り出す酸素層画成部材を被検ガスに晒されないよう
にすることができるので、酸素層画成部材にごみ等が付
着するのを防１トすることができる。また、測定電極と
基準電極の酸素分圧比が常に測定可能な所定分圧比とな
るようにポンプ電流を供給し、このポンプ電流を測定す
ることにより被検ガスの酸素濃度を測定することができ
る。したがって、広範囲に亘る被検ガスの酸素濃度を高
感度で、がっ、容易に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は従来の酸素センサを示す図であり、第１図
はその断面図、第２図はその分解斜視図、第３図は従来
の酸素センサを使用した空燃比制御装置の先願例を示す
構成図、第４図は従来の酸素センサの流し込み電流濃度
および空燃比との関係を示す特性図、第５．６図は本発
明の酸素センサの第１実施例を示す図であり、第５図は
その分解斜視図、第６図はその断面図、第７図は第１実
施例の酸素センサに適用される測定回路の１例を示す回
路図、第８図は第７図におけるポンプ電流と被検ガスの
酸素分圧との関係を示す特性図、第９図は第１実施例の
酸素センサと第７図の測定回路を内燃機関の空燃比検出
装置に通用した場合のポンプ電流と空燃比との関係を示
す特性図、第１Ｏ図は本発明の酸素センサの第２実施例
を示す分解斜視図、第１１図は第２実施例の酸素センサ
に適用される測定回路の１例を示す回路図、第１２図は
本発明の酸素センサの第３実施例を木す要部部分断面図
である。 羽、７３−−一固体電解質、 ３Ｂ、４０．６１．７２．７４−−−ポンプ電極、３９
．７２−−−一−基準電極、 ４０．６２．７５−−−測定電極、 ４１．７１−−−−一第１Ｍ素層、 ４２．７］　−−−一酸素層画成部材、４３−−−−一
第２酸素層、 ４９．６５．７ロ一−−ボンプ素子部、５０．６６．７
７−−−−センサ素子部、５１．６７−−−電流供給回
路、 ５２−−−一電流値検出回路。 代理人弁理士　有我軍一部 第６図 第７図 ５．２ ネ夜λ灸方ヌの面敦鯵ａ（ｐｇｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　酸素イオン伝導性の固体電解質を挟んで基準電
   極と被検ガスに晒される測定電極を有し、両電極間の酸
   素分圧比に応じた電圧を出力するセンサ素子部と、基準
   電極を覆い基準電極の囲りに第１酸素層を画成するとと
   もに該第１酸素層と一定酸素濃度の第２酸素層との間の
   酸素の移動割合を規定する酸素層画成部材と、ポンプ電
   極間に供給されるポンプ電流の大きさに応した酸素イオ
   ンを移動して第１酸素層の酸素分圧を調整するポンプ素
   子部と、を備えたことを特徴とする酸素センサ。 （２）酸素イオン伝導性の固体電解質を挟んで基準電極
   と被検ガスに晒される測定電極を有し、両電極間の酸素
   分圧比゛に応じた電圧を出力するセンサ素子部と、基準
   電極を覆い基準電極の周りに第１酸素層を画成するとと
   もに該第１酸素層と一定酸素濃度の第２酸素層との間の
   酸素の移動割合を規定する酸素層画成部材と、ポンプ電
   極間に供給されるポンプ電流の大きさに応じた酸素イオ
   ンを移動して第１酸素層の酸素分圧を調整するポンプ素
   子部と、ポンプ電流の値を検出する電流値検出回路と、
   センサ素子部の出力電圧が所定値となるようにポンプ電
   流をポンプ電極に供給する電流供給回路と、を備えたこ
   とを特徴とする酸素濃度測定装置。