线性位移传感器与旋转式有何本质区别？

在工业自动化与精密测量领域，位移传感器是感知位置变化的关键部件。其中，线性位移传感器和旋转式（角度）位移传感器最为常见。许多工程师在选型时会产生疑问：这两者究竟有何本质区别？本文将为您深入剖析。

一、 核心测量维度：直线与旋转的根本不同

核心差异：测量维度与物理原理

最本质的区别在于测量对象的物理维度。线性位移传感器，顾名思义，用于测量物体沿一条直线方向的移动距离或位置变化，其输出信号与直线位移量成比例关系。而旋转式位移传感器（常称为旋转编码器或角度传感器），则是用于测量轴或部件的旋转角度、角速度或角位移。一个关注“线性的长短”，一个关注“旋转的角度”，这是两者所有差异的基石。

二、 内部结构与工作原理的迥异

结构与应用场景的明确分野

基于不同的测量维度，两者的内部结构设计大相径庭。线性位移传感器通常包含一个可伸缩的测杆、一个与测杆连接的内部可动部件（如磁铁、电刷或感应线圈）以及一个固定的传感元件。直线运动直接驱动内部部件，改变电信号。常见类型有拉绳式、LVDT（线性可变差动变压器）和磁致伸缩式等。旋转式传感器则围绕一个轴心设计，核心是一个码盘（光学的或磁性的）和一个读数头。当轴旋转时，码盘上的刻度或磁极变化被读数头检测，从而转换为角度信号，如增量式编码器和绝对式编码器。

三、 输出信号与数据特性的差异

选型关键：输出信号与参数考量

输出信号的形式直接反映了其测量本质。线性位移传感器的输出通常是与直线位移成比例的模拟电压/电流信号或数字脉冲（如SSI信号），单位是毫米（mm）或英寸（in）。旋转式传感器的输出则与角度相关，常见的是代表角位置的数字脉冲序列（A/B相）、绝对值代码，或模拟量的正弦/余弦电压，单位是度（°）或弧度（rad）。此外，旋转式传感器更容易直接衍生出角速度（转速）信息。

四、 典型应用场景的明确分野

不同的原理决定了它们擅长的舞台。线性位移传感器广泛应用于需要精确控制直线行程的场合，例如：数控机床的刀架进给、注塑机的合模位置、液压缸的活塞杆行程检测、阀门开度线性反馈等。旋转式位移传感器则主宰旋转运动监测与控制领域，典型应用包括：伺服电机的转子位置与转速反馈、机器人关节角度控制、旋转工作台的分度定位、卷绕设备的卷径计算等。

五、 选型考量的关键要点对比

在实际选型时，除了明确需要测量直线还是旋转运动外，还需关注不同参数。对于线性传感器，关键指标有测量范围、线性度、重复精度和安装方式（如内置或外置）。对于旋转传感器，则需重点关注分辨率（每转脉冲数PPR）、精度、轴承载荷以及是否具备绝对值记忆功能。理解这些区别，能帮助工程师根据机械结构、运动形式和控制要求，快速准确地选择最合适的传感器类型，避免误用，从而确保整个系统稳定、精确地运行。