线性位置传感器

概念定义

线性位置传感器是用于检测直线方向位置或位移的传感器，也称直线位移传感器，英文名称为 linear displacement transducer。位置传感器可按照被测运动形式分为线性位置传感器与角度位置传感器：前者对应直线运动，测量对象沿直线方向发生的位置变化；后者对应旋转运动，用于检测旋转对象的角度位置。

线性位置传感器的基本功能是把直线机械位移量转换成电信号。其输入是滑片等运动部件产生的直线位移，输出则是能够反映该位移的电压信号，使机械位置可以通过电气方式表示和测量。

工作原理

一种常见的线性位置检测方式采用滑动变阻器原理。可变电阻滑轨固定在传感器的固定部位，滑片沿滑轨移动时，滑片与滑轨始端之间对应的电阻随移动位置改变。传感器滑轨接入稳定的直流电压，并允许微安培级的小电流通过。

测量时，系统读取滑片与滑轨始端之间的电压。该电压与滑片移动的长度成正比，因此滑片的直线机械位移可以转换为相应的电压变化。通过这种对应关系，电路能够利用输出电压表示滑片在直线行程中的位置或已经发生的位移。

传感器作为分压器使用时，测量重点是滑片位置所对应的分压结果，而不是滑轨总阻值的绝对数值。这种连接方式可以降低对滑轨总阻值精确性的要求；在该测量方式下，由温度变化引起的阻值变化不会影响测量结果。

技术构成

采用可变电阻原理的线性位置传感器主要涉及固定部位上的可变电阻滑轨、沿滑轨移动的滑片、稳态直流供电以及电压测量连接。滑轨提供随位置变化的电阻路径，滑片把被测直线位移引入电阻结构，直流电压形成分压条件，滑片与始端之间的电压则作为位置测量信号。

固定滑轨与移动滑片之间的相对位移构成机械测量部分，电阻变化和分压输出构成电气转换部分。两部分通过滑片位置直接关联，使直线运动量转化为可读取的电信号。

应用场景

线性位置传感器适用于需要检测直线运动对象位置或位移的场景。只要被测运动能够以滑片沿滑轨移动的形式传递，传感器便可利用滑片与始端之间的电压反映移动长度。对于旋转对象的角度位置检测，则属于角度位置传感器的应用范围，而非线性位置检测。