位置傳感器被廣泛應用于各種工業和商業應用中，從高端軍用和防務應用到低成本的汽車和家用電器。事實上，繼溫度測量之后，位置測量是我們生活中需要測量的第二種最常見的特性。
北京優利威 | 位置傳感器用于軍事和國防應用
現今，有很多令人眼花繚亂的位置傳感器可供選擇，如何選擇合適的位置傳感器？這一節概述了傳感器的主要類型以及它們各自的優缺點。
1 電位計
雖然有一種傾向于非接觸式傳感器的趨勢，但電位計（pot）仍然是最常見的位置傳感器。這種傳感器通過測量電觸點沿著電阻條的電壓降，而測量位置與電壓輸出成比例。電位計有旋轉型、直線型和曲線型結構形式，結構緊湊、重量輕。一個簡單的電位計只需花費幾便士，而高精度的電位計則可能需要200美元以上。通過激光對電阻條進行微調，線性度可達到小于0.01%。
電位計在適當的工作循環、良好的環境和性能要求不嚴格的應用場合中工作良好。不幸的是，電位計容易磨損，尤其是在高振動環境，或者灰塵/沙粒等外來物質會使電阻條受到磨損。高質量的電位計以工作循環數給出壽命指標，但往往忽略了振動的影響。
還必須注意的是，電位計指標種經常引用“無限分辨率”。雖然理論上是這樣，但許多控制系統需要數字數據，因此實際的分辨率將是模擬/數字轉換器的分辨率（設計時要考慮這個成本）。
奇怪的是，在航空航天、醫療和石化行業的一些安全相關應用中，電位計被歸類為“簡單傳感器”。這意味著，雖然電位計有很多的故障模式，但它們并不像電子傳感器那樣受到嚴格的設計和選型審查。這是一個愚蠢但是真實的情形，使得在某些應用中取代不可靠的電位計很困難。
優勢: 低成本；結構簡潔；重量輕；制造精度高。
劣勢： 易磨損；耐振動差；對外來物敏感；不適合苛刻溫度環境。
北京優利威 | 典型單圈電位計
2 光電式位置傳感器
光電傳感器通常被稱為編碼器，它們是位置傳感器的一種常見形式，從簡單的價格幾美元的編碼器到價格超過1萬美元的高精密編碼器。在所有這些傳感器中，基本原理都是一樣的：光束照射到光柵，光電探測器測量光，產生一個位置信號。
北京優利威 | 光學傳感器利用光學圓盤測量角度
整體式旋轉編碼器應用很廣泛，通常每一轉有50-5000脈沖（cpr）輸出，實踐證明在良好的應用環境中工作良好。然而，在更苛刻的環境中，如果鏡頭或光柵系統被諸如灰塵、碎屑或水等外來雜志遮擋，那么測量就會失效。
在光電傳感器選型時，需要特別注意的是，如果傳感器標稱每一轉1000個脈沖（cpr）輸出，這并不意味著它能達到1/1000轉的準確度。傳感器的數據表需要仔細閱讀，特別是編碼器套件或環形編碼器，傳感器安裝要求非常精密，并且確保沒有被污染。
如果編碼器采用是玻璃編碼盤，該編碼器只有有限的抗沖擊能力。
優勢: 高分辨率；精密安裝可得到良好準確度；廣泛應用。
劣勢: 對外來物體敏感；失效前無任何征兆；耐沖擊差；不適合極端溫度。
3 磁位置傳感器
磁傳感器都使用類似的測量原理：當永磁體與磁探測器有相對移動時，磁場的變化與它們的相對位移成比例。一種常見的形式是Hall效應傳感器，可以制造成芯片形式。它們常用于汽車和電動機的應用場合，性能適中。
北京優利威 | Hall效應傳感器是最常見的磁傳感器
磁傳感器克服了許多與光電編碼器有關的缺陷，因為它們對外來物質更有容忍性。然而，這些傳感器很少被用于高準確度要求的應用，這是由于磁滯效應，以及運動和靜止部件之間的精密機械加工的影響。應仔細研究任何磁傳感器數據表中的安裝公差、溫度系數和工作溫度指標。
更進一步，要考慮磁性材料或電纜的接近。永磁體可能吸引一些外部雜質，傳感器失效的一個因素就是雜質碎屑隨時間的累積。
在有惡劣沖擊的環境中，通常不選擇磁傳感器，因為當今的NdFeB永磁體眾所周知的脆性。
優點： 非常堅固牢靠；大多數液體沒有影響。
缺點: 溫漂；滯環；不適合高準確度應用；對附近導磁材料、直流磁場敏感；耐沖擊能力差。
4 磁致伸縮位置傳感器
這種傳感器利用一種特殊的現象，叫做“磁致伸縮”。這種現象存在于一些材料中，當磁鐵靠近材料時，它會使沿著材料傳遞的能量發生反射。位置可以從能量脈沖沿著磁致伸縮材料來回移動的時間來測量，磁致伸縮材料通常是一條細線或一條帶。
幾乎所有的磁致伸縮傳感器都是直線傳感器，因為精細的磁致伸縮帶必須小心地安裝在殼體內，比如鋁型。殼體使得磁致伸縮傳感器不受磨損和壽命問題的影響，適用于高壓應用場合，比如液壓油缸。
每一個傳感器，與精密的外殼組合后，都需要由制造商來校準，這使得磁致伸縮傳感器相對昂貴。對飛逝時間的一些影響因素，該技術很敏感，最明顯的就是對溫度的敏感。
磁致伸縮數據表中的標稱準確度指標通常是在恒定溫度條件下的，因此，設計工程師需要利用給出的溫度系數來計算實際能達到的準確度。
微小的磁致伸縮材料非常精細，其長度兩端的支架至關重要。最終的結果是，磁致伸縮傳感器不應被選擇用于嚴酷的沖擊/振動環境中。
優點: 堅固牢靠；適合高壓環境應用；長度增加，準確度提高。
缺點: 相當昂貴；不耐沖擊；溫漂大；短量程準確度低(<100mm)。
北京優利威 | 磁致伸縮位置傳感器
5 電容式位置傳感器
電容器是一種積累電荷的電子元件。通常，它有兩個電極板，由絕緣體隔開。電容器可以儲存的電荷量根據電極板的尺寸大小、它們之間的重疊百分比、他們之間的距離以及板間材料的介電常數而變化。在最簡單的形式中，電容式位置傳感器可用來測量電極板間的距離。在力、應變和壓力測量中，位移通常在小于1mm范圍內。
另一種旋轉或直線位置傳感形式，在測量軸上，切割或蝕刻了一系列的電極板。當另一個板塊移動時，電路中沿著軸方向上的電容會變化，反映出兩個極板之間的相對位置。電容式位置傳感器是不常見的，很少用于安全相關的應用。不幸的是，除了電極板的重疊因素等，電容會隨著溫度、濕度、周圍材料和外界異物的不同而變化，這使得研發一個穩定的、高準確度的位置傳感器具有挑戰性。
我在傳感器、自動化和電子產品領域工作了近30年。我還沒有遇到一個設計工程師，他對他選擇的電容式位置傳感器很滿意。電容式傳感器在經驗豐富的工程師中名聲不佳，不太可能被選用在與安全相關的場合中。一些制造商已經不再提及“電容式”，取而代之的是使用諸如電荷存儲、電荷耦合或電效應之類的替代術語來混淆視聽。這種做法很不好，因為有太多的可能性傳感器要出錯，除非你是在高度穩定和臨床應用中進行高精度的測量，否則最好避使用電容式位置傳感器。
優點: 結構簡單；低功耗。
缺點: 溫度和濕度漂移系數大；對外部物質進入很敏感；安裝公差要求嚴格。
6 傳統感應式位置傳感器
傳統的感應式位置傳感器利用感應或變壓器原理，已經使用了100多年。它們在惡劣環境下安全、可靠的工作特性贏得了極佳的聲譽，使得它們在許多安全相關的應用中幾乎成了首選傳感器。
北京優利威 | 傳統的感應傳感器安全可靠
直線感應式位置傳感器通常被稱為可變磁阻或線性差動變壓器（LVDT）。旋轉形式的有同步器，旋轉變壓器和RVDT。LVDT采用變壓器結構，至少有3個線圈：一個初級線圈，二個級線圈級。當磁棒在線圈中移動時，它會改變初級線圈和次級線圈之間的電磁耦合。感應信號的比值表明了磁棒相對于線圈的位置。這種比率測量技術是LVDT實現高穩定性和測量性能的關鍵。
光電和磁傳感器需要電子電路部分就在測量點附近，而感應式傳感器可以將電子電路部分從測量點移開，這樣傳感器就可以工作在惡劣的環境中，而電子電路部分可工作在更溫和的環境中。
然而，由于繞繞變壓器的結構，它們往往體積大，價格昂貴。
優點: 高準確度；高可靠；堅固牢靠；適合苛刻環境；使用廣泛。
缺點: 價格昂貴，體積、重量大。
7 新一代感應式編碼器IncOder（北京優利威）
新一代的感應傳感器，通常稱為IncOder，采用與傳統感應式傳感器相同的原理，因此可在惡劣的環境中提供優異的、非接觸的測量性能。然而，這些傳感器并沒有采用傳統感應式傳感器笨重的線繞結構，而是在柔性或剛性的基板上使用印刷電路板技術。
印制繞組技術有如下特殊優勢：
生產成本、尺寸和重量大幅降低
結構形式上更大的靈活性
消除了傳統感應式傳感器繞線過程中的不準確性
可實現復雜的幾何圖形測量，如曲線、二維和三維位置測量
采用多層印制電路板可將多個傳感器集成在一起（安全相關應用冗余傳感器）