稀薄混合比传感器应用在发动机稀薄燃烧领域空燃比反馈控制系统中。这种传感器也和氧传感器一样，利用氧化锆元件测定排气中的氧浓度，从而测定空燃比。该传感器在稀薄燃烧领域进行反馈控制时，与氧化催化剂相结合，可以降低燃油消耗。
图1为稀薄混合比传感器的结构。传感器内部有氧化锆陶瓷元件和加热器，它的工作原理是利用传感器电极两端施加一定的外加电压时其电流与排气中氧浓度成正比这一特性，可以连续地检测出稀薄燃烧区域的空燃比，该传感器的输出特性如图2所示。前面讲述的氧化锆式氧传感器是在氧化锆元件的两端装有铂电极，以该电极上产生的电位差作为输出电压信号，又利用在理论空燃比附近输出电压急剧变化的特性，检测出理论空燃比附近空燃比的浓稀情况。稀薄混合比传感器与普通氧化锆式氧传感器在工作原理上有区分。
为使排气净化，除采用三元催化转化器方式净化排气外，也可用稀薄燃烧法降低废气中的NOx含量。采用三元催化法降低有害气体的排放量，空燃比只能限定在15～16之间，若空燃比提高到19后，发动机的输出扭矩变化增大，不利于发动机动力的发挥。而采用稀薄燃烧法时，空燃比可提高到23，发动机输出扭矩才开始出现变化增大的现象。因此，可以
图1 稀薄混合比传感器的结构
1电阻；2大气侧电极；3加热器；4二氧化锆固体电解质；5排气侧电极；6涂层；⒎外壳
在扭矩变化允许的范围内，选择空燃比以使废气中的NOx含量符合限定值，使稀薄混合气范围的燃烧得到了改善，同时可以节省燃油。
图2 稀薄混合比传感器的输出特性
