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後氧傳感器（後氧傳感器），又稱下游氧傳感器或 2 號氧傳感器，是安裝在汽车三元催化轉換器後方排氣管路上的關鍵反饋傳感部件。它主要負責檢測經三元催化器淨化處理後的廢氣中的氧含量，並將該信號傳送至發動機電子控制單元（ECU）。
後氧傳感器的核心功能並非直接參與空燃比的閉環控制，而是監測三元催化轉換器的工作狀態。ECU 通過比較前氧傳感器（上游）與後氧傳感器（下游）的輸出電壓波形，判斷三元催化器的淨化效率是否正常。在正常情況下，前氧傳感器的信號電壓波動幅度較大，後氧傳感器的信號則相對平穩。若兩者的波形高度相似，則說明三元催化轉換器的儲氧能力已嚴重下降，無法有效淨化尾氣。
後氧傳感器主要由二氧化鋯元件（固體電解質）、外殼、鉑電極和加熱器等部分組成。氧化鋯元件是傳感器的核心部件，其內外表層覆蓋多孔性鉑膜作為電極——內表面與大氣相通，外表面暴露於排氣中。
現代車輛普遍採用加熱式氧傳感器，內置加熱組件可在發動機冷啟動後快速將傳感器加熱至工作溫度。加熱器的電阻值一般在3 至 16 歐姆之間，具體數值因車型而異。
在電路連接方面，後氧傳感器通常有 4 根導線：1 號和 2 號端子為加熱器端子（其中 2 號端子提供 12V 電源，1 號端子由 ECU 控制搭鐵），3 號端子為信號輸出端，4 號端子為信號搭鐵。傳感器外部纏繞有屏蔽線，用於屏蔽外界電磁信號的干擾。
後氧傳感器主要基於二氧化鋯（ZrO₂） 的工作原理。二氧化鋯是一種固體電解質，在高溫下具有氧離子導電性。當傳感器溫度達到300℃以上時，氧化鋯開始具備離子導電性。在高溫及鉑的催化作用下，由於大氣中的氧氣濃度（約 21%）遠高於廢氣中的氧氣濃度，氧化鋯內外兩側產生氧濃度差，進而產生電位差——濃度差越大，電位差越大。
後氧傳感器輸出的電壓信號通常在0 至 1V之間變化。當混合氣過濃時，廢氣中氧含量極低，輸出電壓接近0.9V；當混合氣過稀時，輸出電壓接近0.1V。
值得注意的是，後氧傳感器與前氧傳感器在信號特性上有所不同：前氧傳感器通常為寬域型，可精確測量氧含量數值；後氧傳感器則多為窄域型（開關型），僅能判斷混合氣是偏濃還是偏稀。
後氧傳感器的常見故障主要包括以下幾種：
怠速不穩，發動機震動
動力不足，加速反應遲緩
耗油量明顯增加
排氣冒黑煙
尾氣有嗆人氣味
發動機故障燈點亮
年檢尾氣排放不達標
常見的故障原因可歸納為以下幾類：
化學中毒是最常見的失效模式之一。使用含鉛、含硫量高的劣質燃油，或潤滑油中的矽化合物燃燒後生成的二氧化矽，會與傳感器中的鉑電極發生不可逆的化學反應，使其失去活性。觀察傳感器頂尖顏色可輔助判斷——正常顏色為淡灰色；白色頂尖通常由矽污染造成，棕色頂尖由鉛污染造成。
積碳覆蓋同樣常見。發動機燃燒不充分產生的積碳會附著在傳感器表面，阻礙其與廢氣的正常接觸。黑色頂尖通常表明積碳嚴重。
陶瓷碎裂是另一故障原因。氧傳感器的陶瓷元件硬而脆，受到外力衝擊時可能碎裂。加熱器損壞也會導致傳感器無法在冷啟動後快速進入工作狀態。
後氧傳感器損壞時，ECU 會點亮發動機故障燈並儲存相應的故障代碼，常見代碼包括P0136、P0137、P0138、P0140、P2270、P2271等。
診斷後氧傳感器故障通常採用以下方法：
外觀檢查是最直觀的手段。觀察傳感器頂尖顏色——淡灰色為正常；白色或棕色表明已中毒，需更換；黑色表明積碳嚴重，可嘗試清洗。
電阻測量可判斷加熱器是否正常。拔下傳感器插頭，用萬用表測量 1 號和 2 號端子之間的電阻，正常值一般在3 至 16 歐姆之間。若阻值異常，需更換傳感器。
電壓測量可判斷信號是否正常。啟動發動機至正常工作溫度，用萬用表測量信號端與搭鐵端之間的電壓。正常時電壓應在 0.1V 至 0.9V 之間波動。
示波器檢測是更專業的診斷手段。通過觀察後氧傳感器的波形，可判斷催化器的儲氧能力是否正常。
維修方案取決於故障程度：對於輕度積碳，可使用專用清洗劑清洗；若已中毒、陶瓷碎裂或加熱器損壞，則無法修復，只能更換。後氧傳感器雖無嚴格固定的更換週期，但行業普遍建議行駛 10 萬公里左右進行更換。更換時應選用正規渠道的正品配件。
截至 2026 年 7 月，行業標準QC/T 803-2017《車用氧傳感器》 對車用氧傳感器的術語定義、要求、試驗方法和檢驗規則作出了明確規定。
