物理量(例如位移，速度，力，温度等)均为非电量。有源换能器将物理量转换为电信号。而无源换能器将物理量转换为无源元件的变化。

因此，根据需求，我们可以选择有源换能器或无源换能器。在本章中，让我们讨论如何使用无源换能器测量位移。如果一个物体沿直线从一个点移动到另一点，则这两点之间的长度称为“位移” 。

我们有以下三个无源换能器

• 电阻传感器
• 感应式换能器
• 电容式传感器

现在，让我们一一讨论使用这三个无源换能器的位移测量。

使用电阻传感器测量位移

下图显示了用于测量位移的电阻传感器的电路图。

上面的电路由一个电位计和一个电压源$ V_ {S} $组成。我们可以说这两个点相对于点A和点B并联连接。电位器具有滑动触点，该触点可以变化。因此，点C是变量1。在上面的电路中，输出电压$ V_ {0} $是在点A和C上测量的。

在数学上，电压和距离之间的关系可以表示为

$$ \ frac {V_ {0}} {V_ {S}} = \ frac {AC} {AB} $$

因此，我们应该将要测量位移的物体连接到滑动触点上。因此，只要身体沿直线移动，点C也会变化。因此，输出电压$ V_ {0} $也相应地变化。

在这种情况下，我们可以通过测量输出电压$ V_ {0} $来找到位移。

使用感应传感器测量位移

下图显示了用于测量位移的感应式传感器的电路图。

上述电路中存在的变压器具有一个初级绕组和两个次级绕组。在此，两个次级绕组的端点连接在一起。因此，可以说这两个次级绕组串联反向连接。

电压$ V_ {P} $施加在变压器的初级绕组上。设每个次级绕组两端产生的电压分别为𝑉𝑆1和𝑉𝑆2。输出电压$ V_ {0} $取自两个次级绕组的起始点。

数学上，输出电压𝑉0可写为

$$ V_ {0} = V_ {S1} -V_ {S2} $$

上面电路中存在的变压器称为差分变压器，因为它会产生输出电压，该电压是$ V_ {S1} $和$ V_ {S2} $之间的差。

• 如果磁芯位于中心位置，则输出电压$ V_ {0} $将等于零。因为$ V_ {S1} $和$ V_ {S2} $的各自的幅度和相位是相同的。

• 如果磁芯不在中心位置，则输出电压$ V_ {0} $将具有一定的幅值和相位。因为$ V_ {S1} $和$ V_ {S2} $的幅度和相位不相等。

因此，我们应该将要测量位移的物体连接到中心核心。因此，每当身体沿直线移动时，核心的中心位置都会变化。因此，输出电压$ V_ {0} $也相应地变化。

在这种情况下，我们可以通过测量输出电压$ V_ {0} $来找到位移。输出电压的大小和相位$ V_ {0} $分别表示物体的位移及其方向。

使用电容式传感器测量位移

下图显示了用于测量位移的电容式传感器的电路图。

上述电路中存在的电容器具有两个平行板。其中，一块板是固定的，另一块板是可移动的。因此，这两个板之间的间距也将变化。电容的值随着两个电容器板之间的间距的变化而变化。

因此，我们应该将要测量位移的物体连接到电容器的可移动板上。因此，每当人体沿直线移动时，电容器的两个极板之间的间距就会变化。因此，电容值改变。