前言：在本教程中，我們將研究各種設備，這些設備被歸類為輸入設備，因此被稱為“傳感器”，特別是那些位置性的傳感器。

顧名思義，位置傳感器檢測某物的位置，這意味著它們被引用到某個固定點或位置。這些類型的傳感器提供“位置”反饋。

確定位置的一種方法是使用“距離”，其可以是兩點之間的距離，例如行進距離或遠離某個固定點的距離，或“旋轉(zhuǎn)”（角度運動）。例如，機器人輪的旋轉(zhuǎn)以確定其沿地面行進的距離。無論哪種方式，位置傳感器都可以使用線性傳感器檢測物體在直線上的移動，或使用旋轉(zhuǎn)傳感器檢測其角度移動。

電位器

所有“位置傳感器”中最常用的是電位計，因為它是一種便宜且易于使用的位置傳感器。它有一個連接到機械軸的刮水器觸點，在其運動中可以是角度（旋轉(zhuǎn)）或線性（滑塊類型），這使得刮水器/滑塊和兩個端部連接之間的電阻值發(fā)生變化，從而產(chǎn)生電信號輸出在電阻軌道上的實際游標位置與其電阻值之間具有比例關(guān)系。換句話說，阻力與位置成正比。

 

電位器

電位計具有廣泛的設計和尺寸，例如通?？捎玫膱A形旋轉(zhuǎn)類型或更長和扁平的線性滑塊類型。當用作位置傳感器時，可移動物體直接連接到電位計的旋轉(zhuǎn)軸或滑塊。

在形成電阻元件的兩個外部固定連接上施加DC參考電壓。輸出電壓信號取自滑動觸點的滑動端子，如下所示。

該配置產(chǎn)生電位或分壓器類型的電路輸出，其與軸位置成比例。然后，例如，如果在電位器的電阻元件上施加10v的電壓，則最大輸出電壓將等于10伏的電源電壓，最小輸出電壓等于0伏。然后電位器擦拭器將輸出信號從0變化到10伏，5伏表示擦拭器或滑塊位于其中間或中心位置。

電位計結(jié)構(gòu)

來自電位計的輸出信號（Vout）在沿著電阻軌道移動時從中央擦拭器連接獲取，并且與軸的角位置成比例。

簡單位置感應電路的示例

雖然電阻式電位器位置傳感器具有許多優(yōu)點：低成本，低技術(shù)，易于使用等，但作為位置傳感器，它們還具有許多缺點：由于運動部件的磨損，低精度，低重復性和有限的頻率響應。

但是使用電位計作為位置傳感器存在一個主要缺點。其擦拭器或滑塊的移動范圍（以及因此獲得的輸出信號）限于所使用的電位計的物理尺寸。

例如單匝旋轉(zhuǎn)電位器一般只具有0之間的固定的機械旋轉(zhuǎn)^? 330和大約240至^ò最大。但是，也可提供高達3600 ^o（10 x 360 ^o）機械旋轉(zhuǎn)的多回轉(zhuǎn)罐。

大多數(shù)類型的電位器使用碳膜作為其電阻軌道，但這些類型是電噪聲（無線電音量控制器上的裂縫），并且還具有短的機械壽命。

也可以使用線繞罐，也稱為變阻器，采用直線或纏繞線圈電阻線的形式，但是線繞的罐由于其擦拭器從一個線段跳到下一個線段而產(chǎn)生對數(shù)的分辨率問題（ LOG）輸出導致輸出信號錯誤。這些也受到電噪聲的影響。

對于高精度低噪聲應用，現(xiàn)在可以使用導電塑料電阻元件型聚合物薄膜或金屬陶瓷型電位計。這些電位器具有平滑的低摩擦電氣線性（LIN）電阻軌道，具有低噪聲，長壽命和出色的分辨率，可用作多匝和單匝設備。這種高精度位置傳感器的典型應用是計算機游戲操縱桿，方向盤，工業(yè)和機器人應用。