by马克·霍华德（Mark Howard），联合创始人，Zettlex UK
当涉及到归纳和电容性位置传感器时，每个传感器都构建了很大的不同，这意味着每种技术都适合特定的几何形状和应用。
当德国科学家埃瓦尔德·乔治·冯·克莱斯特（Ewald Georg von Kleist）于1745年因其实验室机构遭受电击时，他突然得知有可能存储大量的电荷。可以说，他建造了世界上第一个电容器。电容器是电荷的收集器，通常包括两个导电板，这些导电板被相对较小的非导电材料或介电分隔。介电通常是空气，塑料或陶瓷。
电容器用于各种传感器，特别是在手机和平板电脑的触摸传感器中。这些电容传感器检测到一个人的手指的缺失或存在，作为按钮开关的替代方法。
电容传感器的另一种类型是电容式位移传感器，该传感器通过测量电容尺寸变化的电容变化而起作用。
要存储任何大量的充电，与表面积相比，板之间的距离必须很小。这种技术适合加载或应变测量，可能会导致这个小维度的相对较大的变化。同样，可以安排电容式线性或旋转传感器，以使位移会导致板有效重叠的变化。换句话说，一组板位于传感器的移动元件上，而另一组在固定元件上。
不幸的是，电容也对排量以外的其他因素敏感。如果电容器的板被空气包围，则其介电常数也会随温度和湿度而变化，因为水的介电常数与空气不同。
A nearby object, which varies the permittivity of the surrounding area, will also vary the capacitance. With a touch sensor, it is the water in the finger that causes a change in local permittivity, changing the capacitance and thus triggering a switch. This is why the operation of unresponsive touch sensors can be improved by wetting the end of the operator’s finger.
Unless the surrounding environment can be sealed or tightly controlled, capacitive sensors are not suited to harsh environments where condensation may occur at lower temperatures; there is the possibility of ingress of foreign matter or large temperature swings.
The inherent physics between the plates require precise mechanical installation of the sensor, which may not be practical or economical, as differential thermal expansion, vibration or mechanical tolerances of the host system will cause the separation distance to vary and distort measurement.
此外，电容传感器中测得的效果与电荷在电容器板上的存储有关。如果宿主系统在运动中（通过摩擦，滑动或旋转部件）在运动时产生，则该能量会干扰传感器。在极端情况下，传感器根本无法正常工作，或者更糟糕的是，静电干扰会报告可信但不正确的读数。在某些情况下，需要接地宿主系统的组件才能将电能从传感器的板中消散。这通常是在电容角传感器中所必需的，在电容式角度传感器中，旋转轴从轴承，齿轮，皮带轮等的相对运动产生静态电荷。
操作原理 - 感应传感器
In 1831, Michael Faraday discovered that an alternating current flowing in one conductor could “induce” a current to flow in the opposite direction in a second conductor. Since then, inductive principles have been widely used as a basis for position and speed measurement in devices such as resolvers, synchros and linearly variable differential transformers (LVDTs).
第二导体中的电压信号与两个线圈的相对区域，几何形状和位移成正比。但是，与电容技术一样，其他因素也会影响线圈的行为。这样的因素之一就是温度，但是通过使用多个接收线圈和从接收信号的比率（如差分变压器中）计算位置，可以通过使用多个接收线圈来消除这种效果。因此，如果温度变化，则取消效果，因为信号的比率在任何给定位置都无法改变。
与电容性方法不同，感应技术受外来物质（例如水或污垢）的影响要小得多。由于线圈的相距相对较大，因此安装的精度较小，并且可以以相对放松的公差安装电感位置传感器的主要组件。这不仅有助于最大程度地降低传感器和主机设备的成本，而且还可以使组件被封装，从而使传感器能够承受环境效果，例如长期沉浸，极端冲击，振动或爆炸气态或灰尘的影响- 淡淡的环境。
电感传感器为位置传感提供了强大，可靠和稳定的方法，使其成为恶劣条件常见的应用中的首选选择。
但是，尽管具有稳健性和可靠性，但传统的归纳传感器仍具有一些缺点，这阻止了它们的吸收变得更加普遍。他们的构造使用一系列伤口导体或线轴，必须正确缠绕，以实现准确的位置测量。必须缠绕大量线圈以达到强大的电信号。这种伤口线轴结构使传统的感应位置传感器笨重，沉重且昂贵。
A different approach to inductive sensing
Another approach to inductive sensors uses the same physical principles, but laminar printed constructions are used instead of wire wound spools. This means windings can be produced from etched copper or by printing on a variety of substrates, such as polyester film, paper, epoxy laminates and ceramics. Such printed constructions can be made much more accurately than windings. Hence a far greater measurement performance is attainable at less cost, bulk and weight — whilst still maintaining the inherent stability and robustness of the inductive technique.
工程师经常将电磁噪声敏感性视为电感位置传感器的关注点。考虑到在电动机外壳的苛刻电磁环境中用于换向和速度控制的苛刻的电磁环境中多年的解析器，问题放错了位置。与温度稳定性一样，可以使用差分方法来实现苛刻的电磁环境中的鲁棒性，从而有效地进入传感器的电磁能有效地是自然的。这就是为什么诸如解析器和LVDT之类的归纳传感器多年来一直是民事航天应用的首选选择。
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