正常情况下氧传感器的电压波形能够直观的反映各种工况下空燃比的实际变化量，图7为加／减速状态下的氧传感器波形。在减速断油状态，氧传感器输出低电压；而在加速状态，氧传感器输出高电压。加速开始与加速进行一段时间时的氧传感器电压值也不相同，这是因为加速开始时ECM执行的是加速加浓控制，短时间内延长喷油脉宽满足加速时的空燃比需要。随着加速后转速的上升，再逐渐缩短喷油脉宽。ECM可以通过TPS传感器的角速度与MAP传感器的反馈电压来判断发动机是否处于加速状态。虽然加／减速时ECM不执行闭环控制，但是通过此时的氧传感器电压可以判断发动机是否存在空燃比不良的潜在故障。

    ECM在闭环状态下通过氧传感器反馈电压进行空燃比修正是有一定的限度范围，一般修正范围为20％左右，当由于某些故障导致实际空燃比偏差大于20％时，ECM将无法进行修正。因此，存在油路故障或者温度传感器故障时，空燃比是无法得到精确控制的。
    氧传感器的电压信号作为闭环控制的重要信号，被ECM作为唯一识别发动机实际空燃比变化的依据。但是氧传感器信号并非任何时候都输出正确的电压，也会存在氧传感器信号不可信的时候。
    排除电喷系统故障部件外，导致氧传感器信号不可信的原因基本有：1）点火不良，存在失火故障的发动机由于没有进行燃烧，而使大量氧气进入排气管中，此时ECM将会得到混合气过稀的信号。2）氧传感器的信号线与线路中的电源线短路，造成虚假的浓混合气信号。3）排气系统泄漏，在排气管内压力波动为负压时，空气被吸人排气管，造成虚假的稀混合气信号。4）车辆长期短途低速行驶，使氧传感器表面积碳过多；汽油品质不良造成氧传感器表面污染，皆会引起输出电压信号偏离实际的混合气浓度。此外，饱和的炭罐蒸发系统也会导致始终输出过浓的混合气信号。
    对于电喷摩托车排放控制系统至关重要的氧传感器，检测维修中除了其本身输出信号的检测外，还需要结合喷油脉宽进行对比检测，这将能发现油路系统与温度传感器是否存在导致混合气浓度严重变化的故障。同时发动机的机械方面也必须保持良好状态，不能存在诸如气门漏气，进排气道漏气，气缸压力不足，气缸内摩擦副间隙过大造成窜机油等故障。当实际检测到的氧传感器波形符合正常状态下的波形时，说明该发动机工况良好，空燃比反馈控制系统上不存在故障。