Ο ποτενσιομετρικός αισθητήρας είναι ένας τύπος χημικού αισθητήρα που χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών διεργασιών για τον προσδιορισμό της ογκομετρικής παρουσίας μιας ένωσης με βάση την ανίχνευση ιοντικών ατόμων ή μορίων στην ένωση που φέρουν ηλεκτρικό φορτίο. Ο αισθητήρας δεν απαιτεί ροή ρεύματος, αλλά απλώς ότι η ίδια η ένωση, υγρή ή αέρια, περνά ανάμεσα στα ηλεκτρόδια της συσκευής αισθητήρα. Μία από τις πιο κοινές μονάδες ποτενσιομετρικών αισθητήρων που κατασκευάστηκαν από το 2011 είναι ο αισθητήρας οξυγόνου που είναι ενσωματωμένος στα αυτοκίνητα, αλλά υπάρχουν πολλές άλλες χρήσεις της τεχνολογίας.
Η βασική λειτουργία ενός ποτενσιόμετρου που βρίσκεται στην καρδιά ενός ποτενσιομετρικού αισθητήρα είναι ότι μια γνωστή τάση σε ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς χρησιμοποιείται ως σύγκριση με μια τάση που αλλάζει σε ένα ηλεκτρόδιο εργασίας. Η διαφορά τάσης εμφανίζεται όταν μια στερεή ένωση ηλεκτρολύτη μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων αποκτά ηλεκτρικό φορτίο καθώς ένα υγρό ή αέριο με τη μορφή ιοντικού αγωγού περνάει δίπλα της. Το επίπεδο φορτίου χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ποσότητας των ιόντων που υπάρχουν και αυτή η τιμή μπορεί στη συνέχεια να συγκριθεί με τις αναμενόμενες τιμές μάζας και να ενεργοποιήσει τους ελέγχους για να διατηρηθεί μια επιθυμητή κατάσταση ισορροπίας.
Οι αισθητήρες οξυγόνου, γνωστοί και ως ανιχνευτές λάμδα, έχουν συμπεριληφθεί σε αυτοκίνητα που κατασκευάζονται στις Ηνωμένες Πολιτείες από το 1980 ως ποτενσιομετρικός αισθητήρας που χρησιμοποιείται συνήθως και υπάρχουν για να διασφαλιστεί ότι τα οχήματα πληρούν τα πρότυπα ελέγχου της ρύπανσης σε ορισμένες πολιτείες όπως η Καλιφόρνια και για τη βελτιστοποίηση την απόδοση των κινητήρων για την απόδοση καυσίμου. Λειτουργούν μετρώντας την ποσότητα ιονισμένου οξυγόνου που υπάρχει στο ρεύμα εξάτμισης για ένα αυτοκίνητο ενώ ο κινητήρας λειτουργεί. Στη συνέχεια, οι μικροεπεξεργαστές στο όχημα λαμβάνουν αυτήν την τιμή και τη συγκρίνουν με τις βέλτιστες τιμές για τα καυσαέρια. Όπου υπάρχει διακύμανση στην έξοδο, το χειριστήριο του υπολογιστή μπορεί να προσαρμόσει το μείγμα αέρα/καυσίμου του οχήματος και το χρόνο ανάφλεξης για να διασφαλίσει ότι υπάρχει πιο πλήρης καύση καυσίμου και μειωμένη ρύπανση. Όλοι οι τύποι οχημάτων, είτε τροφοδοτούνται με καύσιμο ντίζελ, βενζίνη, αιθανόλη ή συνδυασμούς τέτοιων καυσίμων, χρησιμοποιούν αυτούς τους αισθητήρες και οι πιο σύγχρονες εκδόσεις των συσκευών μετρούν μια σειρά διαφορετικών καυσαερίων εκτός από το οξυγόνο.
Άλλες χρήσεις για έναν ποτενσιομετρικό αισθητήρα περιλαμβάνουν ανάλυση ιχνών αερίων στην αναλυτική χημεία μέχρι μέρη ανά τρισεκατομμύριο και για τον προσδιορισμό της πολικής ποσότητας διαλυτών όπως το νερό, το αλκοόλ και άλλες χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στη δημιουργία ακριβών τύπων βιομηχανικών διαλυμάτων. Η έρευνα από το 2011 οδήγησε επίσης στη χρήση του ποτενσιομετρικού αισθητήρα στη φαρμακευτική ανάλυση. Χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση μολύβδου και επιφανειοδραστικών ουσιών σε ρεύματα λυμάτων από μονάδες επεξεργασίας, και για πολλούς άλλους λόγους στους γεωργικούς και ιατρικούς τομείς, καθώς και για ελέγχους περιβαλλοντικής ρύπανσης σε μια σειρά βιομηχανιών. Τα σχέδια ποτενσιομετρικών αισθητήρων μεμβράνης ιόντων που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση βαρέων μετάλλων, όπως ο μόλυβδος ή για τον προσδιορισμό του επιπέδου pH των δειγμάτων εδάφους, μπορούν να αποδώσουν αποτελέσματα σε 15 δευτερόλεπτα ή λιγότερο και να χρησιμοποιηθούν επανειλημμένα για έως και τέσσερις μήνες χωρίς υποβάθμιση.