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本文以致密扩散障型极限电流氧传感器为研究对象，对氧传感器的相关电解质材料、制备工艺和信号检测等方面进行了探索和研究。 采用溶胶-凝胶法制备了Ce0.9Gd0.1O1.95（GDC10)，8mol%Y2O3稳定的ZrO2（8YSZ）和LaNi0.6Fe0.4O3–δ（LNF64）粉体，使用X射线衍射（XRD）仪对相关粉体进行物相结构分析。以LNF64作为致密扩散障层材料，以8YSZ为泵氧层材料，以GDC10为中间层，采用共压–共烧法制备了8YSZ/GDC10/LNF64型氧传感器。使用扫描电子显微镜（SEM）对传感器的断面形貌进行观察，使用电化学工作站研究了氧含量和温度对氧传感器氧敏性能的影响。实验结果表明：LNF64，8YSZ和GDC10粉体都为单一物相结构，GDC10和LNF64混合材料经高温处理后不存在杂相；氧传感器的断面较平整，层与层之间结合紧密；氧传感器的氧敏性能较好，显示出明显的极限电流平台；传感器的上升响应时间约为35s，恢复响应时间约45s。 为了克服共压–共烧工艺的成型及其烧结难题，以LNF64为致密扩散障层，以GDC10为电解质，采用Pt浆粘结法制备了LNF64/GDC10型氧传感器，通过SEM和电化学工作站测试系统分别对LNF64和GDC10的陶瓷断面和该O2传感器的氧敏性能进行了测试。实验结果显示：LNF64和GDC10陶瓷片均烧结较致密；氧传感器的氧敏性能较好，在氧浓度为0.3%~1.1%范围，其I-V曲线和I-t曲线均存在较好的极限电流平台；传感器的上升响应时间和恢复响应时间分别约为18s和23s。 采用溶胶-凝胶法制备了Ce0.8Gd0.2-xCaxOy（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,GDCC）电解质粉体，通过XRD和SEM对所得粉体和相应陶瓷试样的性能进行表征，通过电化学工作站对陶瓷试样的电导率进行测试。研究结果显示：GDCC电解质粉体为立方萤石结构，当x＞0.1时，存在氧化钙第二相；在低氧浓度下组成为Ce0.8Gd0.15Ca0.05Oy（GDCC5）电解质的电导率最大，且该陶瓷试样烧结致密。以LNF64为致密扩散障层材料，以GDCC5为电解质材料，采用Pt浆粘结法制备了LNF64/GDCC5型氧传感器，对该氧传感器的氧敏性能进行了测试。实验结果显示：该氧传感器的氧敏性能较好，其I-V曲线和I-t曲线都存在较好的极限电流平台，不同温度下极限电流与氧浓度间有较好的线性关系；传感器的上升响应时间约为18s，恢复响应时间约为23s。