常用的氧气纯度自动分析仪有热磁式和陶瓷式两种。
1)热磁式氧分析仪。在大型空分设备中应用很广，可以实现自动指示和记录，是测量0～100%范围内较好的分析仪器。
热磁式氧分析仪的工作原理如图137所示。它是利用不同的气体在磁场中的磁化率不同，有的(例如氧气)会受到磁吸引，称为顺磁物质。并且温度越高，磁化率越低，磁场对它的吸引力越小。图中的发送器是一个具有中间通道的圆环，称为环室l。中间通道的一旁装有一对磁极2、3，间隙中是不均匀磁场。在间隙中放有两个热电阻线圈4、5，电阻4为测量元件，阻值为n；电阻5为参比元件，阻值为r2。它们与电阻R1、R2组成电桥的四个臂，电桥的不平衡信号从A、B两点取出，输送给二次仪表。
当气体从入口进入环室，沿环室两侧通道流动时，不靠磁场的右边一路直接由出口排出；左边的一路由于受磁场的作用，把氧气吸入中间通道。热电阻4、5在通电加热后，使中间通道温度维持在100～250℃之间的某一定值，因此使吸入的氧气温度升高，磁化率相应降低，磁场吸引力减小。受热的氧分子不断被冷的氧分子排挤而排出磁场外，在中间通道形成了稳定的氧气对流，叫热磁对流，俗称磁风。对流的结果使热电阻的热量被不断带走，温度降低，阻值r1下降。阻值降低的值取决于热磁对流的大小，也就是氧含量的高低。气体流过热电阻5时，由于又被加热，温降不多，阻值r2的变化较小，所以电桥失去平衡。根据输出的不平衡信号，就可在二次仪表上直接读出被测气体中的氧含量。
2)陶瓷式氧分析仪。它是属于电化学法分析仪。如图138所示，将经过特殊处理的氧化锆加工成管子形状作为电介质。管壁的内、外表面各镶上一圈金属作为电极。在外部用导线把两极连接起来，串上适当的负荷电阻R。当温度达到850℃时，电极两侧如果存在含氧浓度不同的气体，氧离子就从浓度高的一极穿过氧化锆向另一极移动，使两极间产生电流。如果管外侧与基准气体(例如空气)相接触，管内侧通入待测气体。在管内、外气体压力相等、流量恒定的情况下，两极间的电动势的大小取决于氧的浓度。此电势可直接或通过放大后进行指示、记录。
基准气体根据被测气体的氧浓度而定。当氧浓度低于20%时，一般可用空气作为基准气；如果氧浓度在98%～100%时，则用已知纯度(99%～100%)的氧作为基准气。
由于它是在850℃的高温下操作，若待测气体中含有氢和一氧化碳时，它们会与氧发生反应，氧浓度降低，引起测量误差。当含有腐蚀性气体时，应先用活性炭过滤。
