坏的总是接触点。电位器靠一个滑动触点在电阻轨上拖着读位置，每读一次就把轨道磨掉一点，最后在机构最常停留的那个位置磨出一个死区。无接触传感把滑动触点拿掉，改读一个场。什么都不碰，就什么都不磨。

麻烦没有消失，是搬了家。转动的磁铁、靠近的金属目标、漫过电极的液体，每一个都靠几何关系耦合到传感器上，几何就成了测量的一部分。磁铁粘偏轴心半毫米，角度读数就弯。线圈装得离目标太远，丢掉的信号再也找不回来。电容电极的接地回路走得草率，读出来的液位根本不存在。数据手册上印的分辨率，是在厂商测它时那个理想对位下挣到的，产线装配就是这些位保住还是丢掉的地方。按运动件的材质选传感原理，然后把安装当成电路的一部分来设计，因为它就是。

从磁铁上读角度

旋转的场合全是同一个套路。一颗小磁铁，沿直径方向磁化而不是沿轴向，坐在轴端。芯片在磁铁下面用一组敏感元阵列采磁场方向，从场分量里算出角度，所以上电那一刻答案就是绝对的，不用找零位，不用从原点数起。磁铁就是几毫米的钕磁体，径向磁化没有商量余地：普通的轴向磁化圆片给出的场形完全不对。器件之间拉开差距的，是分辨率、接口、速度，还有磁铁装得稍微偏一点时各家能扛到什么程度。

AS5600 做无接触磁旋转角度测量，十二位，整圈四千零九十六个位置，生来就是接替电位器的。它走 I²C，也能改成输出比例模拟电压或 PWM，给电位器写的固件不用动就接着用。起始角和终止角可编程，把一段机械行程映射到整个输出量程，旋钮和云台用的就是这一手。自动增益级会报告磁铁是太近还是太远，等于免费体检芯片自己管不了的那个机械变量。十二位让每一步小于十分之一度，比它后面那套齿轮的回差还细，磁铁不动时看门狗把器件降到低功耗。带它的小板便宜又遍地都是，小型机器人圈的第一颗磁编码器默认就是它。

AS5048A 做高分辨率绝对角度测量，十四位，一万六千三百八十四个位置，每步五十分之一度上下。SPI 读出，PWM 兜底，零位烧进一次性可编程存储，机械想怎么装就怎么装，装完软件归零。比 AS5600 多出的两位，用在角度喂控制环而不是喂显示的地方：机器人关节、相机云台、天线座，环路增益会把传感器每一个计数的噪声放大成看得见的抖动。两颗能在一条 SPI 总线上菊花链，一次传输把读数串着时钟出来，反正切由内部 CORDIC 引擎算，霍尔阵列喂数。它对磁铁位置的要求也相应更高，分辨率越细，偏心越早现形，绕圈一周重复一次的误差波。

MA730 做高速磁角度测量，速度就是这颗的全部性格。轴转到每分钟几万转它还保持十四位，除了 SPI 绝对读出，它还生成增量正交输出，经典的 ABZ 脉冲，每圈脉冲数可编程。第二个接口才是重点：电机控制器在边沿发生的那一瞬接住它，不用轮询寄存器去读一个已经过期的角度。每圈脉冲数最高编到完整十四位计数，索引脉冲落在哪个角度也由你定，控制器期待什么光电编码器它就能扮成什么。滤波窗口分档可调，拿角度噪声换群延迟，同一颗器件慢轴上调安静、快轴上调快，短档几十微秒出答案，代价是低位跳舞。角度是去喂换相而不是喂界面的时候，选它。

TLE5012B 给电机做精密角度反馈，感场的方式也不一样：巨磁阻而不是霍尔片，用电阻随电流与磁化夹角变化的元件读场方向。它边跑边自校准，对着出厂终测存下的参数跟踪电桥增益和失调随温度的漂移，十五位角度出来时已经修正完，不劳主机收拾。它按预配置变体出货，副接口出厂就替你设好，增量脉冲、PWM、或者霍尔开关仿真顶替三颗分立换相传感器，固件团队继承一个能用的接口，不用自己配。同步串行接口按需给绝对角度，每个读数都带着状态位，场太弱或内部故障都打旗，安全评审员点名要的就是这种记账。英飞凌的车规件，气质藏不住：数据手册读起来像安全文档，这颗器件最舒服的位置，就是拧在一台不许谎报转子位置的电机上。

转快了数字会怎样

轴转得快，角度就成了移动靶，传感器给的答案永远旧一点。芯片要时间采场、滤波、算角度、再把它时钟出接口，这些延迟加成一个传播时间，直接换算成角度误差：每分钟一万转的轴每毫秒扫过六十度，总延迟一百微秒，控制器拿到手的角度就旧了六度。在磁场定向的电机环里，这个误差落进转矩矢量，电机用发热和掉出力来买单。滤波坐在同一笔交易里。窄滤波让低位跟着噪声跳，宽滤波把低位按住，也吃掉控制环想要的带宽，对的档位取决于哪根轴，所以好器件把它做成可编程。接口是第三条腿。串行总线轮询绝对寄存器一次几十微秒，答案在路上还在变老；增量边沿在角度跨过界限那一瞬到达，解析零成本，高速器件费心生成它们就是这个原因。这一切在轴停着的台架上一点不露面，到了转速上来的那天全部摊开，决定电机是唱歌还是结巴。十二位对十四位的静态分辨率之争在宣传页上就分完了胜负；动态那一场用微秒计，输赢电机自己能感觉到。

转速一上来，要紧的规格用微秒计，不用位计。

不旋转的位置

不是所有位置都是角度。按键帽下压十分之一毫米、阀芯在孔里滑动、冷却液沿罐壁上爬，这些是位移，归另外两类场管。线圈接进谐振电路，导电目标一靠近电感就掉，因为目标里感出的涡流顶回磁场，谐振频率应声上移，测频率就是测距离。一对电极之间进来任何介电常数不同的东西，液体、指尖、动板，电容就变，几飞法的变化驮着位置信息。谐振频率落在几百千赫到几兆赫之间，由线圈和旁边那颗电容定。

LDC1614 做电感式接近和位移测量，把那个谐振频率读到二十八位，四个通道，PCB 上绕一圈铜走线就成了精密位置传感器，物料成本等于零。目标只要导电就行：钢支架、机构上的铝旗、密封按键下的金属穹顶。线圈和目标之间的油、灰、墨和一切不导电的脏东西，对读数毫无影响，工业位置测量最脏的那一头归电感式管，原因就在这。近距离亚微米的运动都分辨得出，第二只线圈接成参考通道，抵掉第一只躲不开的温漂，铜电阻跟着热走，目标动不动它都走。通道轮流经过共享内核转换，参考时钟稳不稳，决定二十八位里多少位装的是信息、多少位装的是抖动。设计工作从料单挪进版图，线圈直径定感应范围，下方的地铺要保持距离。

FDC1004 做电容式位置和液位测量，四通道，十五皮法窗口里飞法级分辨率，让它能走出实验室的是屏蔽驱动。一圈有源屏蔽电极围着感应电极同电位驱动，传感器背后一切东西的寄生电容被甩出去，感应瓣指向版图想让它指的方向。招牌动作是隔着塑料罐壁测液位：铜条贴在罐外的柔性板上，罐里的水用它八十上下的介电常数发信号，不开孔、不用浮子、没有会漏的密封。每个通道对屏蔽测或对第二只电极差分测，失调寄存器把组件的静置电容从窗口里挪走，量程全花在信号上，不花在线缆上。罐底保持淹没的参考电极，抵掉温度对液体介电常数干的事。接近唤醒也是同一套，手靠近面板，皮法在碰到任何东西之前就动了，每秒几百次的采样率对按分钟变化的液位绰绰有余。

两类之间怎么选，主要看目标是什么。脏地方的导电运动件归线圈；液体、人手、不导电的零件归电极。失效模式也对调：电感式不理油污，但记恨旁边的结构金属；电容式隔着塑料看得见，但记恨导电膜、结露和草率的接地。结露最损，面板内侧一层哈气，读成一只不存在的手指，干了才消。诚实的答案有时是都用，电容唤醒面下面压一颗电感按键，互相补盲区。

安装才是真正的数据手册

上面每一颗器件报精度，都报在一个它管不着的几何条件下。磁器件要磁铁对准旋转轴心在零点几毫米以内，悬在增益级点头的高度上；偏心会在角度里画出一圈一个周期的误差波，分辨率再高也抹不掉。线圈要目标待在大约一个线圈直径以内，灵敏度随距离陡降，目标停得太远就只剩噪声。电极要场线落在被测物上，每一厘米不带屏蔽的走线都添寄生电容，把驮信号的那几飞法埋掉。校准能吸收坏安装里可重复的部分，固定偏移、已知曲线。吸收不了产线上一台一台变的那部分，所以公差图纸在固件开口之前就把良率定了。磁器件的增益指示就是为这一刻准备的，测试夹具一秒读一个的过线数。

选型于是倒着从机械往回走。轴端带磁铁的旋转轴，活儿是旋钮就 AS5600，控制环要计数就 AS5048A，轴转得快到延迟成了敌人就 MA730，电机本身是产品、角度要过车规审查就 TLE5012B。滑动或形变的导电件归线圈和 LDC1614；液体或靠近的手归电极和 FDC1004。它们都便宜到在样机上把两种原理都验一遍，比为此争一个星期省钱。

滑动触点磨坏，因为它碰着。这些器件长寿，因为隔着距离测，而这段距离的价钱，用毫米级的对位来付，一付就是整个产品寿命。