固体电解质基电位型气体传感器具有耐高温、选择性好、成本低和结构简单等优点,已经被广泛应用于多种气体的探测。但是,尽管电位型气体传感器的响应性能研究不断取得进展,对其响应机理的研究仍存在不够系统完善,缺乏对响应影响因素具体分析的问题。另外,当前的理论研究对于传感器电极反应进行了简化,同时又缺乏实验测试结果的验证。这些问题阻碍了对电位型传感器响应机理的进一步认识,以及传感器的进一步发展。针对以上问题,本文从以下两个方面对电位型传感器的响应机理进行了研究。首先,基于混合电位基本假设以及相关电化学理论,推导了两种不同控制情况（电化学控制和扩散控制）,多种不同条件下,混合电位型气体传感器响应值的表达式。并以其中最常见的情况为例,详细分析了混合电位型气体传感器的响应机理,以及多种因素对传感器响应值的影响。响应值主要受热力学因素两竞争反应的标准平衡电位差ΔEΘ,动力学因素两反应交换电流密度比值i20/i10的影响;进而受到反应发生机制的影响,包括电极材料电化学活性、气体浓度、温度等多种因素影响。各种影响因素同时影响响应值,同时影响因素之间也存在互相影响。揭示了影响感应响应的关键因素,并为混合电位气体传感器的材料设计提供了指导。另外,基于电化学阻抗谱测试、弛豫时间分布分析,对基于三种简单半导体氧化物SnO2、ZnO和NiO的传感器电极气敏机理进行了研究。通过不同O2浓度气氛下阻抗结果的分析,确认了电极上O2反应受多个主要反应过程控制,并确定了不同材料电极上O2反应的反应过程。进而研究了两种混合导体钙钛矿材料PrBSCF、BSCF的电极阻抗。对比发现半导体电极材料占主导的反应过程为吸附O2的解离过程,混合导体型钙钛矿材料占主导的反应过程为电荷转移过程。还对N2、Air气氛中,SnO2、PrBSCF电极阻抗随不同种类的被测气体的变化规律进行了探究。发现被测气体在电极上的反应同样存在多个反应过程。同时SnO2电极上,O2反应与被测气体反应存在较明显的竞争,而PrBSCF电极上可能仍以O2反应的反应过程为主,这可能是导致PrBSCF异常响应行为的原因。