油耗仪种类繁多，按测量方法可分为:容积式油耗仪、重量式油耗仪以及各种类型的燃油流量计。现在用得最普遍的是容积式油耗仪和重量式油耗仪。目前，国外有关燃油消耗测量设备的报道较少，只有一些专利。

容积式油耗仪的测量原理见图 1。其测量容器由 A、B、C 三个容器组成，测量时可根据需要选择 A 或(A+B)或(B+C)或(A+B+C)作为测量容积。

其工作过程为:首先，将三通阀置于充油位置。当油箱截止阀打开后，油箱内的燃油分两路，一路向测量容器充油，另一路直接进入发动机。充油完成后，将三通阀置于供油位置。此时，油箱仅向发动机供油，起动发动机，并使发动机稳定工作在规定的工况。当开始测量时，三通阀置于测量位置，发动机便由测量容器供油，当液面到达开始测量上限时开始计时，到达测量下限时，停止计时，记录时间，从而测得燃油消耗量。测量结束后，重新将三通阀置于充油位置，油箱内的燃油向测量容器内补充，为下次测量做好准备。

这种测量方法随着电子技术的发展，实现了自动计时测量。液面测量起始，停止位置由光电管检测，计时功能由计时器完成，三通阀采用电磁阀。

容积式油耗仪是一种恒压式工作过程，燃油供给压力不变，一般只用于台架试验中。其主要误差有:测量容器的误差、比重误差、标定误差以及温度变化所引起的误差。另外，容积式油耗仪只能测量一定时间内的平均值。

早期的测量是用天平和秒表进行的，测量原理见图2。

测量过程为:测量开始前先将油杯充满油，油杯一端重量超过砝码一端重量，天平不平衡。充油完成后，将三通阀置于供油位置。此时，油箱仅向发动机供油，起动发动机，并使发动机稳定工作在规定的工况。然后将三通阀置于测量位置，发动机由油杯供油。当油杯一端重量等于砝码一端时，天平达到平衡，启动秒表开始计时，然后取下砝码，天平失去平衡。由于发动机用油，油杯中的燃油减少，当再次达到平衡时，停止秒表记时。将砝码放置到砝码一端，三通阀置于充油位置，等待下次测量。

采用重量法的油耗自动测量装置，最初是以自动燃油天平为基础的，其中最重要的是采用了砝码自动转移法。后来这种结构的装置又进一步发展进化为力平衡式油耗仪。充油测量改为电磁阀控制，计时改为电子计数器进行，加减砝码改为采用改变电磁线圈的励磁电流而调整平衡力的大小，天平由不平衡状态到平衡状态，有了很大提高。因为油杯中燃油重量的减少可由励磁电流来表示，故可进行不同重量的计时测量，而且可以进行定时的计量测量，大大方便了使用，测量精度也大大提高。由于油杯为开放式，工作过程分为充油和测量两种状态，燃油和大气相通，有蒸发的油气散发在大气中，污染环境。而且在仪器发生故障时，有可能发生燃油外泄。

重量法的测量精度一般比容积法高。这是因为重量法不需要测量燃油的密度，因而完全消除了由于燃油密度变化所造成的误差。重量法测量油耗所产生的误差来源于以下几个方面:

(1)系统误差:由于测量时油杯中油面高度发生变化，伸入油杯中的油管浮力的反作用力也变化，造成称量时的系统误差。此系统误差必须根据汽车耗油量及油杯液面高度变化进行修正。

(2)泄漏误差:由于三通旋塞密封不良，当在"测量"位置时油箱仍然会向油杯和发动机有少量的泄漏。对此误差可通过实验测得。

(3)时间测量误差:时间测量误差包括秒表本身的误差和测量人员的误差，其总和应不超过 0.2 秒。

在汽车检测站通过用油耗仪检测汽车油耗在使用中的变化，不仅可以诊断燃料系的技术状况，而且可以诊断发动机及整车的技术状况。

虽然目前国内外有各种各样的油耗仪，但都有各自的不足。国外生产的油耗仪性能好、可靠性高，但价格昂贵。国内生产的油耗仪可靠性差、测量精度低。准确检测汽车的燃油经济性，可以降低汽车的使用费用、节省石油资源，达到节约能源的目的。