固体电解质气体传感器
固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质，当用作气体传感器时，它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中，可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用，其重要性仅次子金属—氧化物一半导体气体传感器。
固体电解质氧气传感器原理
同体电解质在高温下才会有明显的导电性。氧化锆(ZrO2)是典型的气体传感器的材料。纯正的氧化锆在常温下是单斜晶结构，当温度升到1000左右时就会发生同质异晶转变，由单斜晶结构变为多晶结构，并伴随体积收缩和吸热反应，因此是不稳定结构。在ZrO2中掺入稳定剂如：碱土氧化钙CaO或稀土氧化钇Y2O3，使其成为稳定的荧石立方晶体，稳定程度与稳定剂的浓度有关。ZrO2加入稳定剂后在l800气氛下烧结，其中一部分锆离子就会被钙离子替代，生成(ZrO·CaO)。由于Ca2+是正二价离子，Zr4+是正四价离子，为继续保持电中性，会在晶体内产生氧离子O2-空穴，这是(ZrO·CaO)在高温下传递氧离子的原因，结果是(ZrO·CaO)在300～800成为氧离子的导体。但要真正能够传递氧离子还必须在固体电解质两边有不同的氧分压(氧位差)，形成所渭的浓差电池。其结构原理如图所示，两边是多孔的贵金属电极，与中间致密的ZrO·CaO材料制成夹层结构。
设电极两边的氧分压分别为PO2(1)、PO2(2)，在两电极发生如下反应：
(+)极：PO2(2)，2O2-→O2+4e
(-)极：PO1(1)，O2+4e→2O2-
可见，在一定温度下，固定PO2(1)，有上式可求出传感器(+)极待测