氧化鋯氧分析儀的測量系統除了要完成對檢測器的輸出信號進行常規放大以外，還要重點解決以下三個問題。

第一，由于氧濃差電池是一個高內阻信號源，所以要想能真實地檢測出氧濃差電池輸出的電動勢信號，測量系統要解決與信號源的阻抗匹配問題。

第二，由于氧濃差電動勢與被測樣品中的氧含量之間稱對數關系，所以測量系統要解決輸出信號的非線性問題。

第三，氧濃差電池的能斯特公式指出，氧濃差電池的電動勢的大小，取決于溫度和固體電解質兩側的氧含量。可見溫度的變化會給測量帶來很大誤差，所以要解決檢測器溫度變化的問題。