位置傳感器檢測到對象的位置，表明它們是指固定點或位置的。這種傳感器提供“位置”反饋。使用“距離”，這可以是兩個位置之間的距離，例如從固定點傳播或移開的距離或“旋轉”（角運動）是確定位置的兩種方法。例如，機器人的車輪旋轉以測量其在地面上的距離。位置傳感器可以使用線性傳感器來檢測物體在直線中的運動，也可以檢測旋轉傳感器以檢測對象的角運動。

　　電位計作為位置傳感器　　電位計是所有“位置傳感器”中最廣泛使用的，因為其使用率低和使用簡單。利用連接到機械軸的刮水器觸點，它可以以角度（旋轉）或線性（滑塊）方式向下移動。由于這種機芯，刮水器/滑塊與兩個端連接之間的電阻值發(fā)生了變化，從而產生了與電阻軌道上刮水器的實際位置成比例的電信號輸出。據不同的是，抗性隨物理位置的增加。

　　圖1：電位器
　　電位計有各種尺寸和設計，包括較長的平面線性滑塊版本和廣泛使用的圓形旋轉形式?？梢苿拥奈锲分苯舆B接到電位計的滑塊或旋轉軸上，當它用作位置傳感器時。電阻元件是通過在兩個外部固定連接上施加DC參考電壓來形成的。如下所示，滑動觸點的刮水器端子提供了輸出電壓信號。這種布置導致電勢或電壓分隔符類型的電路輸出與軸位置成正比。例如，電位計的電阻元件將產生10伏的最大輸出電壓，這將等效于該水平的電源電壓，最小輸出電壓為0伏。然后，由于電位計刮水器，輸出信號將在0到10伏之間波動，5伏表示刮水器或滑塊位于其中間或中心位置?！　‰娢挥嫷慕Y構

　　圖2：電位器結構
　　當電位計向下行駛電阻軌道時，中心刮水器連接提供了輸出信號（v OUT），該信號與軸的角位置成正比。
　　圖3：簡單的位置傳感電路
　　盡管電阻電位計位置傳感器是廉價，低技術且易于使用的，但它們也有幾個缺點作為位置傳感器，包括有限的頻率響應，較低的精度，低重復性和來自運動部件的磨損。但是，電位計用作位置傳感器的使用有一個主要缺點。使用電位計的物理大小確定了雨刮器或滑塊的運動范圍（因此，產生的輸出信號）。例如，單轉旋轉電位器通常只有0°的固定機械旋轉，最大為240°至330°。然而，還提供具有高達3600 O（10 x 360 O ）的機械旋轉的多彎鍋。大多數電位儀使用碳膜進行電阻軌跡。但是，這些設備的機械壽命有限，并且是嘈雜的（例如無線電量控制上的裂紋）。電線纏繞盆，也稱為風濕病，可以由電阻線或直線制成。但是，它們存在分辨率問題，因為他們的雨刮器會從一個電線段跳到下一個線段，從而產生對數（log）輸出，從而導致輸出信號中的錯誤。電噪聲也會影響它們?，F在有用于高精度低噪聲應用的導電塑料電阻型聚合物膜或陶瓷型電位儀。這些鍋可作為單轉或多轉彎設備使用，并且具有低摩擦的電線（LIN）電阻軌道，可提供低噪聲，長壽和出色的分辨率。轉向輪，工業(yè)應用，機器人和計算機游戲操縱桿是這種高精度位置傳感器的典型用途。
　　電感位置傳感器　　線性變量變壓器“線性可變差分變壓器”或簡稱LVDT是一種不受機械磨損問題影響的定位傳感器。類似于用于監(jiān)視運動的AC變壓器，該電感型位置傳感器以相同的原理運行。它的輸出與其可移動芯的位置成比例，使其成為測量線性位移的極為精確的工具。簡而言之，它是由三個線圈組成的，該線圈繞著空心管盤繞。主線圈由一個線圈形成，另外兩個線圈產生相同的次級，它們以串聯(lián)鏈接，但在主要線圈的兩側偏置180度。在LVDT的管狀體內，可移動的軟鐵鐵磁芯（也稱為“電樞”）附著在被測量的幻燈片或上下移動的項目上。主繞組接收到一個稱為“激發(fā)信號”（2-20V RMS，2–20kHz）的AC參考電壓，這會導致EMF信號誘導到附近的兩個輔助繞組（變壓器原理）中。當軟鐵磁芯電樞處于“無效位置”時，該位置正好在管和繞組的中間，兩個次級繞組中的兩個誘導的電磁場相互抵消，因為它們是180度以外的180度，導致零輸出電壓。當次要之一中的誘導電壓高于另一個次級，因為核心略微移動到一側或另一側，將產生輸出。移動芯的方向和位移決定了輸出信號的極性。輸出信號將與軟鐵芯的空中心位置的位移成比例增加。輸出差電壓隨之而來的位置線性變化。因此，來自這種位置傳感器的輸出信號具有極性，除了振幅是核心位移的線性函數外，還指定了運動方向。為了確定磁芯所在的一半線圈，因此，行進方向，適當的電子電路（例如AD592 LVDT傳感器放大器）可能會將輸出信號的相位與初級線圈激發(fā)階段的相位進行比較。

　　圖4：線性變量變壓器
　　隨著電樞從一端向另一端移動到中心位置時，輸出電壓從最大到零變化，然后返回最大，而在此過程中，相角也會變化180度。這允許LVDT提供一個輸出AC信號，其相角表示核心的行進方向，并且其幅度表示從中心位置的位移程度。作為壓力傳感器，線性可變差分變壓器（LVDT）傳感器通常用于通過推動隔膜以產生力來檢測壓力。傳感器隨后將力轉換為可以讀取的電壓信號。與電阻電位計相比，線性變量差分變壓器或LVDT具有以下優(yōu)點：較大的線性或電壓輸出與位移的比率；精度非常好；精湛的分辨率；高靈敏度；和無摩擦操作。對于惡劣條件下的使用，它們也被密封。
　　電感接近位置傳感器　　電感接近傳感器，也稱為渦流傳感器，是另一種流行的電感位置傳感器。術語“接近傳感器”是指以下事實：即使它們不測量位移或角度旋轉，它們也主要用于檢測其前面或近距離內部的物品的存在。接近傳感器是非接觸位置傳感器的接近傳感器。磁性傳感器的最基本類型是蘆葦開關。通過將線圈纏繞在電磁場中的鐵芯周圍，在電感傳感器中產生電感回路。當鐵磁物質（例如金屬螺釘或板）位于電感傳感器周圍產生的渦流場中時，線圈的電感差異很大。該變化是由接近傳感器檢測到產生輸出電壓的電路的檢測。因此，法拉第的電感定律（一種電氣概念）控制著歸納鄰近傳感器的功能。

　　圖5：電感接近位置傳感器　　電感接近傳感器的四個主??要組件是線圈，該線圈創(chuàng)建磁場，振蕩器，該振蕩器創(chuàng)建電磁場，檢測電路，該電路檢測到對象進入其時的任何變化，并且輸出電路，輸出電路，它以正常關閉（NC）或正常打開（NO）觸點生成輸出信號。如果不與被檢測到的對象直接接觸，感應接近傳感器可能會檢測到傳感器頭前方的金屬物體。因此，它們非常適合用于弄臟或潮濕的條件。接近傳感器的“傳感”范圍相對較窄，通常在0.1至12 mm之間。

　　圖6：接近傳感器
　　除了其工業(yè)用途外，經常使用電感接近傳感器來調節(jié)交通流量，并通過在交叉路口和人行橫道上的交通信號改變。矩形和感應的電線環(huán)嵌入停機坪路面。汽車或其他道路車輛的金屬體會在循環(huán)上方時改變環(huán)路的電感，激活傳感器，并通知交通燈控制器車輛正在等待。這些位置傳感器本質上是“全向方向”，它使它們可以檢測到上面，下方或在其側面的金屬對象，這是其主要缺點之一。此外，盡管電容接近傳感器和超聲接近傳感器的可用性，但它們仍無法識別非金屬項目。蘆葦開關，霍爾效應傳感器和可變不情愿傳感器進一步廣泛可訪問的磁性位置傳感器。
　　旋轉編碼作為位置傳感器
　　另一種位置傳感器是旋轉編碼器，它是一種非接觸式光學設備，可將旋轉軸的角位置轉換為模擬或數字數據代碼。它類似于上面討論的電位儀。從不同的開始，它們將機械運動轉化為理想數字的電信號。每個光學編碼器都使用相同的基本想法運行。帶有必要的代碼模式（二進制代碼，灰色代碼或BCD）的旋轉高分辨率編碼磁盤可能會暴露于LED或紅外光源的光。當磁盤旋轉時，照片探測器掃描它。然后，電路將數據轉換為二進制輸出脈沖的數字流，然后將其發(fā)送到計數器或控制器，以確定軸的精確角度位置。旋轉光學編碼器，增量編碼器 和 絕對位置編碼器有兩種基本類型 ?！　≡隽烤幋a器

　　圖7：編碼器磁盤
　　增量編碼器，通常稱為相對旋轉編碼器或正交編碼器，是兩個位置傳感器中更基礎的。作為編碼磁盤，其表面上有清晰和深色的磁盤，稱為片段，均勻間隔，行駛或旋轉經過光源，它會產生一系列方波脈沖。編碼器會生成一系列的方波脈沖，這些脈沖在填寫時揭示了旋轉軸的角度位置。增量編碼器中存在兩個不同的輸出稱為“正交輸出”。輸出序列用于計算軸的旋轉方向，這兩個輸出彼此偏置90°度。該設備的分辨率取決于磁盤上透明和黑暗片段或插槽的數量，圖案中的線越多，旋轉度度的分辨率越高。大多數編碼的圓盤的分辨率最高為256脈沖，或者每旋轉8位。轉速表是增量編碼器的最基本類型。它經常用于單向應用中，僅需要最小的位置或速度信息，并且具有單平方波輸出。更流行的“正交”或“正弦波”編碼器具有兩個輸出方波，稱為“通道A”和“通道B”。該設備通過使用相距90度的兩個光電探測器生成兩個不同的正弦和余弦輸出信號。　　簡單的增量編碼器

　　圖8：簡單的增量編碼器
　　可以使用弧形切線數學函數計算弧度中軸的角度。由于旋轉位置編碼通常采用圓形光盤，因此輸出分辨率表示如下：θ= 360/n，其中n是編碼磁盤上的段數。例如，向增量編碼器提供1O分辨率所需的片段數為1 O = 360/N，這意味著N = 360 Windows等。此外，可以通過觀察哪個通道生成的旋轉方向來確定旋轉方向首先是通道A或通道B的輸出，它提供了兩個旋轉方向：a導線B或B引線A。A的布局在下面看到?！　≡隽烤幋a器輸出

　　圖9：增量編碼器輸出
　　當用作位置傳感器時，增量編碼器的主要缺點是要求外部計數器計算特定旋轉內部軸的絕對角度。如果短暫關閉電源，或者由于噪聲或骯臟的磁盤而錯過了脈沖，則最終的角度信息將導致錯誤。使用絕對位置編碼器是解決此缺點的一種方法。
　　絕對位置編碼器
　　與正交編碼器相比，絕對位置編碼器更為復雜。他們提供了一個獨特的輸出代碼，該代碼指示每個旋轉位置的位置和方向。光和黑暗片段的多個同心“軌道”構成了他們的編碼磁盤。為了同時讀取每個運動角度的不同編碼位置值，每個軌道都有其獨立的光檢測器。一個12位絕對編碼器將具有12個曲目，并且相同的編碼值只會顯示每次革命后才顯示。這是因為磁盤上的軌道數量與編碼器的二進制“位”分辨率相關?！　?位二元編碼光盤

　　圖10：4位二元編碼光盤
　　絕對編碼器的主要好處是其非易失性內存，它可以使編碼器保持其精確位置，而無需在停電時返回其“家”位置。大多數旋轉編碼器被歸類為“單轉”設備；但是，還有一些多轉彎系統(tǒng)使用其他代碼磁盤來收集幾個旋轉的反饋。絕對位置編碼器通常在打印機和繪圖儀中使用，以精確地將打印頭放在紙上，或者在計算機硬盤驅動器和CD/DVD驅動器中，以監(jiān)視驅動程序讀/寫頭的絕對位置。我們已經檢查了一些傳感器，這些傳感器可用于確定該位置傳感器課程中對象的存在或位置。以下課程將檢查溫度測量傳感器，也稱為溫度傳感器，其中包括熱敏電阻，恒溫器和熱電偶。