Измерение происходит очень быстро — достаточно ввести деталь в зазор между излучателем и приемником, а затем убрать ее. Размеры излучателя и приемника соизмеримы с размером контролируемой детали, их взаимная настройка может производиться вручную на обычном столе.

В более сложных измерительных системах деталь облучается одновременно в двух перпендикулярных осях. При фиксированном угле поворота детали может быть измерен ее профиль. 

Для измерения износа деталей в процессе эксплуатации агрегата без его разборки (что наиболее ценно при проведении диагностических работ) может быть использован следующий метод.

Спектральный анализ

Для эффективной работы датчик должен иметь температуру не ниже 300°С. При такой температуре начинается ионизация газа: молекулы теряют электроны со своих оболочек или захватывают «лишние» электроны, превращаясь таким образом в заряженные частицы. Газ становится электропроводным, а при наличии особой среды — «электролита» — происходит накапливание положительных и отрицательных зарядов на двух электродах, т. е. мы получаем гальванический источник тока, потенциал которого зависит от концентрации кислорода. При этом один электрод полученного гальванического элемента контактирует с испытываемым газом, второй контактирует с газом сравнения — чистым воздухом.

Если датчик используется для контроля отработанных выхлопных газов двигателя, то нагрев датчика может обеспечиваться температурой самих газов; если же датчик контролирует менее нагретые газы, то он может быть дополнительно оборудован электрическим нагревательным элементом. В современных двигателях датчики кислорода также могут иметь нагревательный элемент, позволяющий быстро выводить датчик на рабочий режим после запуска двигателя.