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Die -Sonde ist als Meßfühler im Abgasstrom vor dem Katalysator eingebaut; je nach Abgaszusammensetzung gibt die -Sonde ein entsprechendes Spannungssignal an den Regler im elektronischen Steuergerät. Das Steuergerät bestimmt hieraus ein Signal an die Einspritzanlage wodurch die Gemischzusammensetzung so geändert wird, dass sie dem Luftverhältnis =1 entspricht. Die angepasste Gemischzusammensetzung hat eine entsprechende Abgaszusammensetzung zur Folge.
Das von der -Sonde abgegebene Spannungssignal ist abhängig von dem im Abgas enthaltenen Restsauerstoff. Im Abgas sind auch bei Kraftstoffüberschuss noch Sauerstoffanteile enthalten, z. B. bei = 0,95 etwa noch 0,2 Vol. %...0,3 Vol. % Sauerstoff. Der Keramikwerkstoff der Sonde wird ab etwa 300°C für Sauerstoffionen leitend. Bei verschieden großen Sauerstoffanteilen auf Luft- und Abgasseite der Sonde entsteht eine elektrische Spannung, die Sondenspannung . Bei magerem Gemisch beträgt die Sondenspannung um 100 mV. Im Bereich = 1 ändert sich die Sondenspannung fast sprunghaft und erreicht bei fettem Gemisch 800 mV...1000 mV. Die starke Änderung der Sondenspannung im Bereich = 1 ermöglicht es, dass die Sonde schon geringe Abweichungen vom Luftverhältnis = 1 am veränderten Sauerstoffanteil im Abgas erkennt. Neben dem Sauerstoffanteil im Abgas ist für die Sondenspannung auch die Temperatur des Keramikkörpers maßgebend, da seine Leitfähigkeit für Sauerstoffionen mit der Temperatur zunimmt. Bei Temperaturen unter 300°C bleibt die Sonde abgeschaltet. Bei optimaler Betriebstemperatur von etwa 600°C reagiert sie dagegen schon innerhalb 50 ms. Die höchste Temperatur der Sonde soll 850°C...900°C nicht überschreiten.
Nach dem Start des Motors soll die -Sonde möglichst schnell ihre Mindestbetriebstemperatur von etwa 300 °C erreichen. Zur Verkürzung dieser Phase enthält die Sonde meist ein Heizelement, das den Keramik- körper schon in 20 s. ..30 s nach dem Start auf die erforderliche Temperatur bringt. Während des Betriebs hält das Heizelement die .-Sonde auf Betriebstemperatur.
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