上述过程导致内电极失去电子带正电，外电极获得电子带负电，产生电势差（电动势- EMF）。这就形成了一个原电池，产生一个开路电势差。

　　这个电势差的大小由能斯特方程决定：

　　EMF (mV) = (RT)/(4F) * ln(P_ref / P_sample)

　　R：理想气体常数（8.314 J/mol·K）

　　T：氧化锆的温度（工作温度，由热电偶测量，单位：K）

　　F：法拉第常数（96485 C/mol）

　　ln：自然对数

　　P_ref：参比气氧分压（常数，已知）

　　P_sample：被测气氛氧分压（需要测量）