位移感測器怎麼選：量測原理與量程、精度與解析度、輸出與介面、安裝與環境的 4 個階段

位移感測器先決定量測原理與量程（量什麼、量多遠、目標是什麼、接觸或不接觸）；再看精度與解析度（重複精度、線性度、溫度與取樣速度）；接著看輸出與介面（電壓電流、數位介面、斷電後的位置）；之後處理安裝與環境（目標表面、角度、溫度與振動、雷射安全）。 本文以工廠設備上量直線位移與距離的感測器為主；只要知道有沒有東西，請先讀近接感測器怎麼選；三維輪廓、影像量測與大地測量不在本文範圍。分成 4 個階段：

• 階段①｜量測原理與量程： 量什麼、量多遠、接觸或非接觸、絕對或增量。
• 階段②｜精度與解析度： 解析度、重複精度、線性度、溫度、取樣速度。
• 階段③｜輸出與介面： 電壓電流、數位介面、雜訊、斷電後位置。
• 階段④｜安裝與環境： 目標表面、角度、溫度與振動、雷射安全。

本文從「已經知道要連續量位置或距離」開始講。下面每個階段寫：怎麼做、公開資料怎麼說、嘉鴻能幫的；各家資料與依據放在文末的「備註」。此為一般情況，仍需視個案而定。

階段①：量測原理與量程，先寫下量什麼、量多遠、目標是什麼

怎麼做：

• 先寫下：量什麼（位置、距離、厚度、高度、行程）、要量多遠、目標是什麼材料。
• 連續量還是有無：位移感測器連續輸出位置；只要知道有沒有東西，是近接開關的事。
• 量程：目標要一直落在感測器的量測範圍內。
• 接觸或非接觸：電位計是接觸式，會磨耗；電感式、磁式、多數編碼器是非接觸。
• 絕對或增量：絕對式斷電後輸出不變；增量式（編碼器）斷電後要重新歸零。
• 目標材料：渦電流與電容式要導電的目標；雷射看反射光。

公開資料怎麼說： 網路百科的條目寫到：位移感測器可以是接觸式或非接觸式；光學式用反射光判斷距離；另有超音波式、線性可變差動變壓器式，以及量程約 0 到 10 毫米的應變計式。一篇工程雜誌的文章（2004 年，作者任職於感測器廠商）寫到：位移感測器是連續指示位置的比例輸出元件；絕對式斷電後輸出與斷電前相同，編碼器是增量式、要重新歸零；電位計是接觸式、會磨耗，電感式、磁式、飛時式與多數編碼器是非接觸；文中的比較表列出電位計約 2.5 到 500 毫米、磁致伸縮式約 150 到 3,000 毫米（原文單位為英寸，已換算）。一家量測儀器公司的選型文章（2026 年 8 月）寫到：電容式與渦電流式需要導電的目標。一份感測器廠商的資料庫（頁面標 2026 年版權）寫到：三角測距式的雷射打在目標上，反射光經受光透鏡聚在受光元件上，位置隨距離改變；另有共焦式與光譜干涉式。一家線性位置感測器廠商的型錄（沒有標日期）的例子是：桿式磁致伸縮感測器的行程從 25 到 7,620 毫米（備註表 1）。

嘉鴻能幫的：

• 雷射位移感測器：商品頁寫的是一組四件的系統：長距離雷射感測器、擴充模組、通訊模組與連接纜線，可全套或個別購買。感測器的量測距離 60 到 5,000 mm，光源是紅光雷射（雷射等級 2），輸出是類比 4–20 mA／0–10 V 與 NPN／PNP；通訊模組寫至多連 16 台感測器、上限 10 Mbps。量測原理、重複精度與光點的大小，這一頁沒有寫，請洽詢。
• 磁致伸縮位移檢測器：商品頁寫這是非接觸、絕對式的線性位移感測器，鋁擠型外殼；量測長度 50 到 5,080 mm（依型號），可同時偵測 1 到 4 個磁鐵。商品頁說明原理：磁鐵靠近時，內部的波導管產生扭轉脈衝，量脈衝的傳播時間算出位置。商品頁並寫感測器總長是量測長度加上兩端的無效區，安裝空間要預留；磁鐵有浮動式與拘束式兩種，依安裝精度要求選；訂購時要提供完整型號代碼，每個代碼對應一組規格。另外商品頁提醒，部分型號已由廠商標示停產（EOL），有新一代的替代系列；新專案先確認廠商是否仍供應，既有設備的備品仍可供貨。

階段②：精度與解析度，解析度不等於精度

怎麼做：

• 先分清四個詞：解析度、重複精度、線性度、精度，資料表常把它們放在一起。
• 規格先看重複精度，再看線性度（這是一位作者的經驗法則，不是通則）。
• 解析度不要追得比製程需要的更細。
• 解析度要連頻寬一起看；線性度的誤差常比解析度大很多。
• 溫度：看溫度特性，也就是溫度每變一度的誤差上限。
• 取樣速度：每秒能量幾點；響應時間可能比標示的取樣速度長。

公開資料怎麼說： 一家感測器廠商的技術文章（沒有標日期）寫到：解析度是能偵測的變化下限，不等於精度；重複精度是在相同條件下量測的一致性；精度是主要的量測誤差，由線性度、解析度、溫度穩定與長期穩定組成；解析度只有放在系統頻寬之下才有意義；線性度誤差常比解析度大 10 到 20 倍；低成本的感測器溫度漂移可能高到每度 400 ppm；響應時間可能比標示的量測速度長得多。一家量測儀器公司的選型文章（2026 年 8 月）寫到：要追求很細的解析度，只在製程真的需要時；規格的經驗法則是先看重複精度，再看線性度；接觸式電位計的線性度常見在百分之 0.05 到 0.10。感測器廠商資料庫的術語頁（頁面標 2026 年版權）寫到：重複精度是在目標同一位置量到的值之間的差異；線性度是理想值與實測值之間的誤差上限；溫度特性是感測頭溫度變一度時的量測誤差上限；取樣頻率是每秒能量測的點數（備註表 2）。

嘉鴻能幫的：

• 磁致伸縮位移檢測器：商品頁的對照表寫：線性偏差 ±200 µm（量測長度 500 mm 以內）或滿量程的 ±0.04%（超過 500 mm）；用 SSI 介面的款式是 ±150 µm 或 ±0.03%；重複精度依介面從 5 µm 以下到 30 µm 以下；解析度 10 到 20 µm 以下；取樣頻率上限 2,000 Hz。
• 光學編碼器：商品頁寫這是非接觸的光學線性編碼器讀頭，解析度 5 µm 到 50 nm（內建數位插補），移動速度上限 10 m/s；精度寫 ±5 到 15 µm/m（搭配光學尺），另有一欄寫 SDE ±0.15 µm。解析度是讀頭細分出來的數字，精度還要看光學尺，兩個數字不能混著比（上面資料寫解析度不等於精度）。

階段③：輸出與介面，控制器讀得到才算數

怎麼做：

• 輸出型式：電壓、電流或數位，要對上控制器的輸入。
• 數位介面：有 SSI、IO-Link 與工業乙太網路等，看控制器支援哪一種。
• 雜訊：輸出的雜訊決定能看出多小的變化。
• 更新時間：看感測器多久更新一次輸出，是否跟得上製程。
• 斷電後的位置：絕對式與增量式的差別要先想好，增量式要有歸零的步驟。
• 線長：數位脈衝介面的線長，請依廠商資料。

公開資料怎麼說： 一家量測儀器公司的選型文章（2026 年 8 月）寫到：感測器輸出電壓、電流或數位訊號。一家線性位置感測器廠商的型錄（沒有標日期）寫到：類比輸出有 0 到 10 V、負 10 到正 10 V、0 或 4 到 20 mA；SSI 有二進位或格雷碼；數位脈衝為 RS-485 的起止脈衝，線長例子可到 500 公尺；IO-Link 的例子是解析度 5 微米；也有 EtherNet/IP、EtherCAT 與 PROFINET 版本；量測週期依長度約每 0.5 到 5 毫秒一次。感測器廠商的技術文章（沒有標日期）寫到：輸出的電氣雜訊限制了能量到的變化下限。工程雜誌的文章（2004 年）寫到：絕對式感測器斷電後輸出不變，編碼器是增量式、要重新歸零（備註表 3）。

嘉鴻能幫的：

• 雷射測距感測器：商品頁寫這是紅光雷射打到反光板量距離的系統，量測範圍 200 到 40,000 mm，準確度 2 mm、重複精度 0.9 mm（3σ），解析度可設定 0.001 到 10 mm，量測值輸出時間 1.7 ms；通訊介面是 PROFIBUS DP（9.6 kbit/s 到 12 Mbit/s）與 SSI（50 到 800 kHz），電源 18 到 30 V 直流。反光板另外搭配，不含在本品；接線前要先確認控制器用哪一種介面。
• 磁致伸縮位移檢測器：商品頁列的介面有類比電流 4–20 mA、類比電壓 0–10 V 與 ±10 V、IO-Link、SSI 與 Start／Stop 脈衝，連接器是 M12 8 針；各介面的量測長度上限與精度不同，要看對照表。
• 雷射感測器：商品頁寫這是內建放大器的飛行時間（TOF）雷射感測器，偵測距離 60 到 5,000 mm；輸出是 NPN／PNP 切換加類比 4–20 mA／0–10 V，回應時間 1、10、25、100、1,000 ms 五段可選，並寫支援 IO-Link（v1.1，38.4 kbps）。商品頁的用途寫物件偵測、液位監控與輸送帶定位；重複精度與類比輸出的解析度，沒有寫，請洽詢。
• 光學編碼器：商品頁寫這一款的輸出是數位 A／B／Z 相訊號（同系列另有類比 1 Vpp 的選項），經 3 m 電纜接 15 針 D 型插頭，電源 5 V 直流。商品頁沒有寫是增量式或絕對式，也沒有寫光學尺是否一起供應，請洽詢；增量式的斷電後位置要有歸零的步驟（上面資料寫的）。

階段④：安裝與環境，目標表面、角度、溫度與振動

怎麼做：

• 目標表面：雷射遇到高反光、透明或很暗的目標，可能讀錯；要用實際的零件試。
• 角度：雷射與目標表面的夾角會改變收到的光量，照廠商資料決定位置與角度。
• 環境光：環境光會增加雜訊。
• 溫度與振動：要把感測器的額定溫度與耐振動，對照現場實際的條件。
• 固定：接觸式要能固定在移動的零件上；雷射要固定穩，高振動的地方要減振。
• 安全：雷射對人眼有危害，要先看雷射等級與現場的防護。

公開資料怎麼說： 一家量測儀器公司的選型文章（2026 年 8 月）寫到：高反光、透明或很暗的目標，都可能讓三角測距的雷射感測器誤判；電容式與渦電流式不受表面顏色與反光影響，但要導電的目標；要依現場的實際條件，檢查額定溫度與耐振動；接觸式用在能固定在移動零件上的場合，雷射感測器在高振動處要減振並固定好。一篇 2021 年的期刊論文（研究的是雷射線三角測距感測器）寫到：反光面、透明面與深色材料都會影響結果，雷射與表面法線的夾角影響收到的光強，環境光會增加雜訊，並提出依材料找出感測器放置角度範圍的做法。工程雜誌的文章（2004 年）寫到：電容式對濕度與溫度變化敏感，電位計對振動表現差，磁致伸縮式對大衝擊較吃力；雷射對人眼有危害，要列入考量。線性位置感測器廠商的型錄（沒有標日期）的例子是：工作溫度多數系列為負 40 到正 85 °C，防護等級為 IP67 與 IP68（備註表 4）。

嘉鴻能幫的：

• 雷射感測器：商品頁寫防護等級 IP67、金屬外殼；光點直徑可調，上限 約 40 mm；多台並排使用時要啟用互相干擾防止（至多同時 4 台）；雷射等級 2，要避免直視光束（上面資料也寫雷射對人眼有危害）。商品頁並寫採用飛行時間原理，不受工件顏色、材質、角度影響；這是商品頁的說法，本文的來源只寫了三角測距式對反光、透明、深色目標的影響，沒有寫飛行時間式，請洽詢確認您的目標。
• 雷射測距感測器：商品頁寫防護等級 IP65，使用溫度 -5 到 50 °C，雷射等級 2，光點在 40 m 處約 40 mm；感測器裝在固定的一端、反光板裝在移動的設備上。安裝與調整光軸時要避免直視光束。
• 光學編碼器：商品頁寫安裝高度 0.8±0.15 mm、翻轉 ±1°，工作溫度 0 到 55 °C，抗振動 5 到 300 Hz、4 g，防護等級 IP40。
• 磁致伸縮位移檢測器：商品頁寫防護等級 IP67（含連接器狀態），操作溫度 -25 到 +85 °C（依型號），外殼是陽極處理的鋁材。

延伸閱讀：〈近接感測器和位移感測器差在哪〉

常見問題

Q1：位移感測器的解析度和精度差在哪？

一家感測器廠商的技術文章寫，解析度是能偵測的變化下限，不等於精度；重複精度是在相同條件下量測的一致性；精度是主要的量測誤差，由線性度、解析度、溫度穩定與長期穩定組成。線性度的誤差常比解析度大很多，解析度不要追得比製程需要的更細。

Q2：看位移感測器規格表，要先看哪一項？

一位作者的經驗法則是先看重複精度，再看線性度；這是經驗，不是通則。另外看溫度特性（溫度每變一度的誤差上限）與取樣速度，響應時間可能比標示的取樣速度長（見本頁階段②）。

Q3：絕對式和增量式位移感測器差在哪？

絕對式斷電後輸出不變；增量式（例如編碼器）斷電後要重新歸零。選之前先想好斷電後的位置怎麼處理，增量式要安排歸零的步驟。

Q4：雷射位移感測器量亮面或透明的東西會準嗎？

可能讀錯。一家量測儀器公司的選型文章（2026 年 8 月）寫，高反光、透明或很暗的目標，都可能讓三角測距的雷射感測器誤判；電容式與渦電流式不受表面顏色與反光影響，但要導電的目標。要用實際的零件試，並照廠商資料決定位置與角度。

Q5：位移感測器有哪些輸出可以接 PLC？

一家線性位置感測器廠商的型錄寫，類比輸出有 0 到 10 V、負 10 到正 10 V、0 或 4 到 20 mA；數位有 SSI（二進位或格雷碼）、RS-485 起止脈衝，另有 IO-Link 與工業乙太網路。看控制器支援哪一種，數位脈衝介面的線長照廠商資料。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。您的設備規格、感測器製造商的書面資料與使用條件，和本文不同時，以它們為準。

各階段的出處

表 1｜量測原理與量程

來源：1、2、3、5、7

表 2｜精度與解析度

來源：3、4、6

表 3｜輸出與介面

來源：2、3、4、7

表 4｜安裝與環境

來源：2、3、7、8

此為一般情況，仍需視個案而定。

例外與限制

• 看到什麼、沒看到什麼：本文看到的是一個網路百科條目（多人編輯）、一份工程雜誌的文章（2004 年，作者任職於感測器廠商）、一家量測儀器公司 2026 年 8 月的選型文章、一家感測器廠商的技術文章（沒有標日期）、同一家感測器廠商資料庫的兩頁（只標 2026 年版權）、一家線性位置感測器廠商的型錄（沒有標日期）、一篇 2021 年的期刊論文（研究的是雷射線三角測距感測器，不是單點的）。沒有讀到感測器標準或雷射安全標準的全文；沒有讀到任何一款嘉鴻商品的規格書；沒有讀到共焦式、光譜干涉式與超音波式的選型細節；型錄沒有寫磁鐵距離與安裝的注意事項，本文沒有寫。
• 數字是例子：電位計約 2.5 到 500 毫米與磁致伸縮約 150 到 3,000 毫米；25 到 7,620 毫米；0.05 到 0.10；10 到 20 倍；400 ppm；500 公尺；5 微米；0.5 到 5 毫秒；負 40 到正 85 °C，都是各來源的例子，不是選型門檻；來源 2 到 7 是廠商或廠商人員的資料，各自說自家的做法。
• 來源之間說法不完全一樣：來源 2 的文字與比較表，LVDT 的量程寫法不同（文字 0.01 到 10 英寸，表中另有 0.02 到 20 英寸），正文沒有取 LVDT 的量程；來源 2 的量程原文是英寸，正文換算成毫米並註明。來源 8 研究的是線型雷射，正文只取反光、透明、深色、夾角與環境光這幾個共通的因素。
• 單一來源：絕對式與增量式的差別、各技術的耐衝擊與耐濕（來源 2）；規格先看重複精度再看線性度（來源 3，作者的經驗法則）；線性度誤差常比解析度大 10 到 20 倍、溫度漂移 400 ppm/K 的例子（來源 4）；SSI、IO-Link、數位脈衝與量測週期的數字（來源 7）；入射角與放置角度的做法（來源 8）。
• 有立場的資料：來源 2 的作者任職於感測器廠商，來源 3 是量測儀器公司，來源 4、5、6、7 是廠商，來源 1 是多人編輯的網路百科，來源 8 是期刊論文；沒有一份是標準本身或第三方的測試報告。
• 來源的原文是英文：中文是本文的翻譯，量程的英寸已換算成毫米。
• 本文的整理：正文沒有使用「本文的整理」標記，各項說法都能在上面的來源找到對應。
• 範圍：本文是選型整理；三維輪廓、影像量測與大地測量不在範圍；也不談各家型號對照、價格與交期。
• 設備與商品：「嘉鴻能幫的」的數字與說法，是 2026 年 10 月 13 日讀自商品頁的文字，沒有看商品圖片，也沒有讀到規格書，不是本文查證的；規格以商品頁為準，商品頁沒有寫的，請洽詢。商品頁的型號、廠牌、停產與替代型號以外的行銷用語、「同場加映」與其他商品的介紹，本文沒有引用。商品頁的規格有的是型號對照表的數字、有的是系統組合的描述，與來源的例子不一定同一種，不能直接比。飛行時間式的那一頁寫不受目標顏色與材質影響，那是商品頁的說法，本文沒有查證。

本文為一般情況的整理，不是標準條文的轉述，也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書，也不代表您的設備與製程會得到相同的結果。請以您的設備規格、感測器製造商的書面資料，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。