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角度传感器的分类

电阻式角度传感器

电阻式角度传感器是现在最廉价的角度传感器，被广泛应用于日常生活中，也称为电位计。 电阻式角度传感器通过外部机械位置的变化和旋转，将该变化用电位计元件转换为直线或任意函数关系的电阻和电压变化并输出。一般根据这个原理，制作了直线位移传感器和角度位移传感器。其核心原理是，使用内部电刷与外部被测定物连接，当外部被测定物旋转时，电刷的旋转变为硬，电容器内的电阻的变化、电阻的变化值、即旋转的物理量、电阻的增加或减少表示其旋转方向，例如电阻。具有原理简单、结构简单、用途广、廉价等优点。但是，也存在精度低的缺点，一般用于一般的电气设备控制，因此在接触网参数测量中，放弃了选择电阻式角度传感器来测量激光的旋转角度。

栅极角度传感器

根据容量值的变化测量机械的变化量，是一般的感应方式，主要用于直线位移的感应。但是，为了反映测量的变化，我们还尝试了利用两个板之间的静电容量变化来输出所需角度的变化值的圆形栅格。但是，在实验中，对湿度影响最大的可变电容元件的精度的影响较大，特别是在铁路沿线的野外测量作业中，出现各种恶劣环境，温度、湿度、南北方的温度差较大，湿度有可能影响最大，两极板间的感应率变化会影响电容值。。 我们在不同时间段测定了同一接触网支柱的参数，结果误差相当大，不仅完全超过了接触网的检查步骤的要求，同时再现性也不能满足，所以放弃了选择边距角度传感器。

增量光电式编码器角度传感器

增量型光电式编码器的工作原理是利用一个光电式盘，以轴为正中心，编码盘上有环通过，暗的刻线，同时编码盘的两端有光发射器和受光器，编码盘的旋转是a、b、c、d四组正。通过使c、d这两个正弦波信号反向地叠加在a、b这两个信号上，能够得到稳定的信号，而且，一次旋转一个z相脉冲以表示零基准位的方式输出。由于a、b的2相不同90度，因此通过比较a相是前还是b相，可以判别编码器的正转和反转，通过零脉冲可以得到编码器的零参考位。增量型光电式编码器相对于以前的口袋角度传感器和电阻式的角度传感器，精度、可靠性、再现性大幅度提高。精度上几乎满足接触网参数测量的要求，但是在增量型光电式编码器中，每次接通电源时需要寻找零点位置，如果零点位置正确，测量结果的数值可靠性高，相反如果零点位置有误差，测量结果的误差也大。另外，由于每次切断电源时必须再次确认零点的位置，因此对操作和测量者造成不便。因此，对增量型光电式编码器角度传感器提出了更高的要求。

绝对式光电编码角度传感器

增量型光电式编码角度传感器如果每次都没有求零点的问题，其精度是满足需求的。有没有不需要找零点的光电编码器呢？我们发现了与增量光电式编码器角度传感器类似工作原理的绝对光电式编码器角度传感器。同样，光码盘上有许多光通道刻线。各轨道的得分线按2行、4行、8行、16行等顺序排列时，通过在光电式编码器的各位置读取各轨道的开、关，可以得到从2的0次方到2的n-1次方的唯一2进制格雷码组。这称为n位绝对编码器。例如，如果该光电式编码器的角度传感器是1比特，则其分辨率为360/2，如果是180度，如果是16比特，则其分辨率为360/( 216 )，就是0.005493度，光代码位数越高，分辨率越高，精度也越高。这种编码器由光盘的机械位置决定，不受停电和噪声的影响。绝对编码器是根据机械位置决定的每个位置唯一决定的，所以每次启动时不需要寻找零点或寻找基准点，随时随地启动都可以得到正确的角度位置，即需要知道位置，随时可以读取该位置。由此，大幅度提高了编码器的耐噪声特性、数据的可靠性。