位置传感器检测到对象的位置，表明它们是指固定点或位置的。这种传感器提供“位置”反馈。使用“距离”，这可以是两个位置之间的距离，例如从固定点传播或移开的距离或“旋转”（角运动）是确定位置的两种方法。例如，机器人的车轮旋转以测量其在地面上的距离。位置传感器可以使用线性传感器来检测物体在直线中的运动，也可以检测旋转传感器以检测对象的角运动。

　　电位计作为位置传感器

　　电位计是所有“位置传感器”中广泛使用的，因为其使用率低和使用简单。利用连接到机械轴的刮水器触点，它可以以角度（旋转）或线性（滑块）方式向下移动。由于这种机芯，刮水器/滑块与两个端连接之间的电阻值发生了变化，从而产生了与电阻轨道上刮水器的实际位置成比例的电信号输出。据不同的是，抗性随物理位置的增加。

　　图1：电位器
　　电位计有各种尺寸和设计，包括较长的平面线性滑块版本和广泛使用的圆形旋转形式。可移动的物品直接连接到电位计的滑块或旋转轴上，当它用作位置传感器时。电阻元件是通过在两个外部固定连接上施加DC参考电压来形成的。如下所示，滑动触点的刮水器端子提供了输出电压信号。这种布置导致电势或电压分隔符类型的电路输出与轴位置成正比。例如，电位计的电阻元件将产生10伏的输出电压，这将等效于该水平的电源电压，输出电压为0伏。然后，由于电位计刮水器，输出信号将在0到10伏之间波动，5伏表示刮水器或滑块位于其中间或中心位置。

　　电位计的结构

　　图2：电位器结构
　　当电位计向下行驶电阻轨道时，中心刮水器连接提供了输出信号（v OUT），该信号与轴的角位置成正比。
　　图3：简单的位置传感电路
　　尽管电阻电位计位置传感器是廉价，低技术且易于使用的，但它们也有几个缺点作为位置传感器，包括有限的频率响应，较低的精度，低重复性和来自运动部件的磨损。但是，电位计用作位置传感器的使用有一个主要缺点。使用电位计的物理大小确定了雨刮器或滑块的运动范围（因此，产生的输出信号）。例如，单转旋转电位器通常只有0°的固定机械旋转，为240°至330°。然而，还提供具有高达3600 O（10 x 360 O ）的机械旋转的多弯锅。大多数电位仪使用碳膜进行电阻轨迹。但是，这些设备的机械寿命有限，并且是嘈杂的（例如无线电量控制上的裂纹）。电线缠绕盆，也称为风湿病，可以由电阻线或直线制成。但是，它们存在分辨率问题，因为他们的雨刮器会从一个电线段跳到下一个线段，从而产生对数（log）输出，从而导致输出信号中的错误。电噪声也会影响它们。现在有用于高精度低噪声应用的导电塑料电阻型聚合物膜或陶瓷型电位仪。这些锅可作为单转或多转弯设备使用，并且具有低摩擦的电线（LIN）电阻轨道，可提供低噪声，长寿和出色的分辨率。转向轮，工业应用，机器人和计算机游戏操纵杆是这种高精度位置传感器的典型用途。
　　电感位置传感器

　　线性变量变压器“线性可变差分变压器”或简称LVDT是一种不受机械磨损问题影响的定位传感器。类似于用于监视运动的AC变压器，该电感型位置传感器以相同的原理运行。它的输出与其可移动芯的位置成比例，使其成为测量线性位移的极为的工具。简而言之，它是由三个线圈组成的，该线圈绕着空心管盘绕。主线圈由一个线圈形成，另外两个线圈产生相同的次级，它们以串联链接，但在主要线圈的两侧偏置180度。在LVDT的管状体内，可移动的软铁铁磁芯（也称为“电枢”）附着在被测量的幻灯片或上下移动的项目上。主绕组接收到一个称为“激发信号”（2-20V RMS，2–20kHz）的AC参考电压，这会导致EMF信号诱导到附近的两个辅助绕组（变压器原理）中。当软铁磁芯电枢处于“无效位置”时，该位置正好在管和绕组的中间，两个次级绕组中的两个诱导的电磁场相互抵消，因为它们是180度以外的180度，导致零输出电压。当次要之一中的诱导电压高于另一个次级，因为略微移动到一侧或另一侧，将产生输出。移动芯的方向和位移决定了输出信号的极性。输出信号将与软铁芯的空中心位置的位移成比例增加。输出差电压随之而来的位置线性变化。因此，来自这种位置传感器的输出信号具有极性，除了振幅是位移的线性函数外，还指定了运动方向。为了确定磁芯所在的一半线圈，因此，行进方向，适当的电子电路（例如AD592 LVDT传感器放大器）可能会将输出信号的相位与初级线圈激发阶段的相位进行比较。

　　图4：线性变量变压器
　　随着电枢从一端向另一端移动到中心位置时，输出电压从到零变化，然后返回，而在此过程中，相角也会变化180度。这允许LVDT提供一个输出AC信号，其相角表示的行进方向，并且其幅度表示从中心位置的位移程度。作为压力传感器，线性可变差分变压器（LVDT）传感器通常用于通过推动隔膜以产生力来检测压力。传感器随后将力转换为可以读取的电压信号。与电阻电位计相比，线性变量差分变压器或LVDT具有以下优点：较大的线性或电压输出与位移的比率；精度非常好；精湛的分辨率；高灵敏度；和无摩擦操作。对于恶劣条件下的使用，它们也被密封。
　　电感接近位置传感器

　　电感接近传感器，也称为涡流传感器，是另一种流行的电感位置传感器。术语“接近传感器”是指以下事实：即使它们不测量位移或角度旋转，它们也主要用于检测其前面或近距离内部的物品的存在。接近传感器是非接触位置传感器的接近传感器。磁性传感器的基本类型是芦苇开关。通过将线圈缠绕在电磁场中的铁芯周围，在电感传感器中产生电感回路。当铁磁物质（例如金属螺钉或板）位于电感传感器周围产生的涡流场中时，线圈的电感差异很大。该变化是由接近传感器检测到产生输出电压的电路的检测。因此，法拉第的电感定律（一种电气概念）控制着归纳邻近传感器的功能。

　　图5：电感接近位置传感器

　　电感接近传感器的四个主??要组件是线圈，该线圈创建磁场，振荡器，该振荡器创建电磁场，检测电路，该电路检测到对象进入其时的任何变化，并且输出电路，输出电路，它以正常关闭（NC）或正常打开（NO）触点生成输出信号。如果不与被检测到的对象直接接触，感应接近传感器可能会检测到传感器头前方的金属物体。因此，它们非常适合用于弄脏或潮湿的条件。接近传感器的“传感”范围相对较窄，通常在0.1至12 mm之间。

　　图6：接近传感器
　　除了其工业用途外，经常使用电感接近传感器来调节交通流量，并通过在交叉路口和人行横道上的交通信号改变。矩形和感应的电线环嵌入停机坪路面。汽车或其他道路车辆的金属体会在循环上方时改变环路的电感，激活传感器，并通知交通灯控制器车辆正在等待。这些位置传感器本质上是“全向方向”，它使它们可以检测到上面，下方或在其侧面的金属对象，这是其主要缺点之一。此外，尽管电容接近传感器和超声接近传感器的可用性，但它们仍无法识别非金属项目。芦苇开关，霍尔效应传感器和可变不情愿传感器进一步广泛可访问的磁性位置传感器。
　　旋转编码作为位置传感器
　　另一种位置传感器是旋转编码器，它是一种非接触式光学设备，可将旋转轴的角位置转换为模拟或数字数据代码。它类似于上面讨论的电位仪。从不同的开始，它们将机械运动转化为理想数字的电信号。每个光学编码器都使用相同的基本想法运行。带有必要的代码模式（二进制代码，灰色代码或BCD）的旋转高分辨率编码磁盘可能会暴露于LED或红外光源的光。当磁盘旋转时，照片探测器扫描它。然后，电路将数据转换为二进制输出脉冲的数字流，然后将其发送到计数器或控制器，以确定轴的角度位置。旋转光学编码器，增量编码器 和 位置编码器有两种基本类型 。

　　增量编码器

　　图7：编码器磁盘
　　增量编码器，通常称为相对旋转编码器或正交编码器，是两个位置传感器中更基础的。作为编码磁盘，其表面上有清晰和深色的磁盘，称为片段，均匀间隔，行驶或旋转经过光源，它会产生一系列方波脉冲。编码器会生成一系列的方波脉冲，这些脉冲在填写时揭示了旋转轴的角度位置。增量编码器中存在两个不同的输出称为“正交输出”。输出序列用于计算轴的旋转方向，这两个输出彼此偏置90°度。该设备的分辨率取决于磁盘上透明和黑暗片段或插槽的数量，图案中的线越多，旋转度度的分辨率越高。大多数编码的圆盘的分辨率为256脉冲，或者每旋转8位。转速表是增量编码器的基本类型。它经常用于单向应用中，仅需要的位置或速度信息，并且具有单平方波输出。更流行的“正交”或“正弦波”编码器具有两个输出方波，称为“通道A”和“通道B”。该设备通过使用相距90度的两个光电探测器生成两个不同的正弦和余弦输出信号。

　　简单的增量编码器

　　图8：简单的增量编码器
　　可以使用弧形切线数学函数计算弧度中轴的角度。由于旋转位置编码通常采用圆形光盘，因此输出分辨率表示如下：θ= 360/n，其中n是编码磁盘上的段数。例如，向增量编码器提供1O分辨率所需的片段数为1 O = 360/N，这意味着N = 360 Windows等。此外，可以通过观察哪个通道生成的旋转方向来确定旋转方向首先是通道A或通道B的输出，它提供了两个旋转方向：a导线B或B引线A。A的布局在下面看到。

　　增量编码器输出

　　图9：增量编码器输出
　　当用作位置传感器时，增量编码器的主要缺点是要求外部计数器计算特定旋转内部轴的角度。如果短暂关闭电源，或者由于噪声或肮脏的磁盘而错过了脉冲，则终的角度信息将导致错误。使用位置编码器是解决此缺点的一种方法。
　　位置编码器
　　与正交编码器相比，位置编码器更为复杂。他们提供了一个独特的输出代码，该代码指示每个旋转位置的位置和方向。光和黑暗片段的多个同心“轨道”构成了他们的编码磁盘。为了同时读取每个运动角度的不同编码位置值，每个轨道都有其独立的光检测器。一个12位编码器将具有12个曲目，并且相同的编码值只会显示每次革命后才显示。这是因为磁盘上的轨道数量与编码器的二进制“位”分辨率相关。

　　4位二元编码光盘

　　图10：4位二元编码光盘
　　编码器的主要好处是其非易失性内存，它可以使编码器保持其位置，而无需在停电时返回其“家”位置。大多数旋转编码器被归类为“单转”设备；但是，还有一些多转弯系统使用其他代码磁盘来收集几个旋转的反馈。位置编码器通常在打印机和绘图仪中使用，以地将打印头放在纸上，或者在计算机硬盘驱动器和CD/DVD驱动器中，以监视驱动程序读/写头的位置。我们已经检查了一些传感器，这些传感器可用于确定该位置传感器课程中对象的存在或位置。以下课程将检查温度测量传感器，也称为温度传感器，其中包括热敏电阻，恒温器和热电偶。