如何为高速运动的电磁执行器衔铁选择1微米级精度的非接触位移传感器？【精密测量, 工业自动化, 选型指南】

1. 电磁执行器衔铁的基本结构与技术要求

电磁执行器中的“衔铁”，你可以把它想象成一个由电磁力驱动的“活塞”。当线圈通电时，它会产生磁场，吸引或排斥衔铁，从而实现快速的往复运动或旋转运动。这种运动是电磁执行器执行各种机械动作的核心。

要准确测量衔铁的高速运动，并达到微米级的精度要求，我们主要关注以下几个方面：

• 运动速度快：衔铁在短时间内完成位移，要求测量系统能够实时捕捉其动态轨迹。这就像拍摄高速移动的赛车，需要快门速度非常快的相机才能拍清楚每一个瞬间。

• 位移精度高：不仅要知道它动了多远，更要精确到微米甚至纳米级别。在很多精密控制系统中，衔铁的最终位置或行程误差，哪怕只有几微米，都可能影响整个设备的性能。比如在液压阀中，衔铁的微小位置偏差直接影响油液流量的精准控制。

• 长期稳定性：测量系统需要能在工业环境下长时间、持续地提供稳定可靠的数据，不受温度变化、振动、灰尘等因素的显著影响，这就像一个高精度时钟，需要几十年如一日地准确计时。

• 非接触式测量：由于衔铁高速运动，任何接触式的测量方式都可能对其运动产生干扰，甚至导致磨损或故障。所以，我们通常需要“远距离”地感知它的位置和速度。

• 材质适应性：衔铁的材质通常是磁性金属，表面可能会有不同的处理，如镀层、抛光或粗糙表面。理想的测量方案应该能很好地适应这些不同的表面特性。

2. 针对电磁执行器衔铁的相关技术标准简介

为了确保电磁执行器性能的可靠性和一致性，行业内通常会针对衔铁的运动状态和最终定位设定一系列的监测参数和评价方法。这些参数帮助我们量化衔铁的“表现”，判断它是否达到了设计要求。

• 位移量（Displacement）：这是最基本的参数，指衔铁在运动过程中从起始点到当前位置的距离。其评价方法通常是直接测量衔铁某个特定点的实时位置。

• 速度（Velocity）：衡量衔铁位移变化的快慢，即单位时间内位移的变化量。速度的计算一般通过对实时位移数据进行时间求导获得。

• 加速度（Acceleration）：衡量衔铁速度变化的快慢。在高速运动中，高加速度意味着快速响应，但同时也可能伴随更大的冲击力。加速度的计算是对速度数据再次进行时间求导。

• 线性度（Linearity）：描述传感器输出信号与衔铁实际位移之间的对应关系有多“直”。理想情况下，它们应该呈一条直线。如果存在弯曲，就意味着测量结果不够准确，通常用最大非线性偏差占测量范围的百分比来表示。

• 重复精度（Repeatability）：指衔铁在相同条件下，多次移动到同一目标位置时，测量结果的一致性。比如，如果衔铁每次都应该停在10mm处，重复精度就是它实际停在9.99mm、10.01mm等位置时的最大差异。这反映了测量系统本身的稳定性以及衔铁运动控制的稳定性。

• 迟滞（Hysteresis）：指衔铁在同一个位置，当它是从一个方向运动过来和从另一个方向运动过来时，传感器输出读数可能存在的差异。这就像你推一个有摩擦力的物体，从左边推到某个点和从右边推到同一个点，它可能停得略有不同。迟滞误差反映了系统内部摩擦、磁滞等因素的影响。

• 动态响应频率/带宽（Dynamic Response/Bandwidth）：表示测量系统能够跟踪衔铁最快运动变化的能力。如果衔铁每秒钟往复运动几千次，而传感器的响应频率不够高，就无法捕捉到每一次完整的运动轨迹，就像用低帧率相机拍摄高速运动的物体，会产生模糊或跳帧。

3. 实时监测/检测技术方法

解决电磁执行器衔铁高速运动的微米级测量难题，需要依赖一系列先进的非接触式传感技术。这些技术各有特点，就像不同种类的“精密尺子”，适用于不同的测量场景。

（1）市面上各种相关技术方案

1. 光谱共焦测量技术

工作原理和物理基础： 光谱共焦技术是一种利用光的“色散”现象来进行测量的非接触式光学方法。想象一下，一束普通的白光，它实际上包含了各种颜色的光，就像一道彩虹。当这束白光穿过一个特殊的透镜系统时，由于不同颜色的光波长不同，它们通过透镜后的聚焦位置也会有所不同，形成一个沿着光轴方向连续的“光谱焦线”。红光可能聚焦在离透镜稍远的地方，而蓝光则聚焦在稍近的地方，就像一串颜色渐变的珠子排成一列。

当这束光照射到待测物体表面时，只有当特定颜色的光刚好聚焦在物体表面上，它的反射光才能最强烈地通过系统中的一个小孔（共焦孔径）并被光谱仪接收。光谱仪的作用就是分析反射光的颜色（波长），因为它已经预先知道每种颜色对应的聚焦距离。通过检测反射光中最强的波长，传感器就能精确地计算出物体表面的距离。

这种技术的关键在于利用了光学系统的色散特性，将距离信息编码到光的波长中。其核心原理可以用以下简化公式表示：

Z = f(λ_peak)

其中，Z 是传感器到物体表面的距离，λ_peak 是光谱仪检测到的反射光强度最大的波长。这个函数f是由光学系统的设计决定的，在出厂前会进行精确标定。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 通常在几百微米到数毫米之间，例如从±50μm到±5000μm。* 分辨率： 可达到纳米级别，例如0.1nm至10nm。* 精度： 线性精度可达满量程的±0.01%至±0.1%，某些型号可以达到±0.01μm。* 采样频率： 可高达数万赫兹，例如10kHz至33kHz。* 光斑尺寸： 最小可达2μm，一般在高精度应用中保持在10μm左右。

技术方案的优缺点：* 优点： 极高的测量精度和分辨率，能够测量多种材质（包括镜面、透明材料、漫反射表面、半透明表面），对表面倾斜度不敏感，能进行多层厚度测量（例如测量玻璃或薄膜的厚度），非接触式避免了对衔铁运动的干扰，特别适合精密机械和电子制造中的高速、在线检测。* 局限性： 对光学系统的清洁度要求较高，探头与被测物体之间不能有遮挡；如果物体表面过于粗糙或颜色变化剧烈，可能会影响信号强度和稳定性；成本相对较高。* 成本考量： 属于高端精密测量设备，初期投入相对较高，但其高精度和多功能性在特定应用中能带来显著效益。

2. 电容式测量技术

工作原理和物理基础： 电容式位移传感器就像一个微型“电容器”，它的基本组成是两个互相平行的导电板。其中一块板是传感器的探头，另一块板就是我们要测量的导电物体表面（比如衔铁）。当衔铁移动时，它与传感器探头之间的距离发生变化，这会直接影响电容器的电容值。

电容的计算公式为：

C = (ε * A) / d

其中，C 是电容值，ε 是介电常数（探头与衔铁之间的空气），A 是有效测量面积，d 是探头与衔铁之间的距离。当d改变时，C也随之改变。传感器内部的控制器会检测这个电容值的变化，并将其转换成与距离成比例的电压信号，从而精确地输出衔铁的位移信息。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 通常较小，从几百微米到几毫米，例如0.25mm至5mm。* 分辨率： 极高，可达到亚纳米甚至皮米级别，例如0.01nm至0.5nm。* 精度： 线性度可达满量程的±0.01%至±0.05%。* 带宽： 响应速度快，可达数千赫兹至上万赫兹，例如10kHz至20kHz。

技术方案的优缺点：* 优点： 极高的分辨率和重复性，响应速度快，非接触式，对亚微米级甚至纳米级微小位移检测非常有效，结构相对简单。* 局限性： 只能测量导电或半导电材料；对环境因素（如温度、湿度）敏感，因为这些因素会影响介电常数；测量范围通常较小；探头需要与被测表面保持较小的间距，对安装位置要求高。* 成本考量： 高精度电容传感器成本较高，但其在超精密测量领域有独特优势。

3. 激光三角测量技术

工作原理和物理基础： 激光三角测量技术就像是用激光“画线”来确定距离。传感器发射器会向被测物体表面发射一束细小的激光点或线。当激光照射到物体表面后，会产生一个反射光斑。这个反射光斑的光线会通过一个接收透镜，最终聚焦到一个位置敏感探测器（通常是PSD或CMOS传感器）上。

当被测物体（衔铁）移动时，反射光斑在探测器上的位置也会随之改变。由于发射器、接收透镜和探测器之间的距离都是固定的，它们形成了一个稳定的三角结构。通过测量光斑在探测器上的位置变化，结合预设的几何三角关系，传感器就能精确地计算出物体与传感器的距离。

其基本几何关系可以简化为：

d = L * tan(θ_e) / (tan(θ_e) + tan(θ_r))

其中，d 是被测距离，L 是激光发射器与接收透镜之间的基线距离，θ_e 是发射激光的角度，θ_r 是反射光线进入探测器的角度。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 范围较宽，从几毫米到数百毫米，例如10mm至200mm。* 重复精度： 可达微米级，例如0.01μm至10μm。* 线性度： 线性度可达满量程的±0.02%至±0.1%。* 采样周期/频率： 响应速度快，采样频率可达数千赫兹至数十万赫兹，例如1kHz至100kHz。

技术方案的优缺点：* 优点： 测量范围宽，精度高，响应速度快，非接触式，易于安装和集成，适用于多种材料表面（漫反射表面效果最佳）。* 局限性： 对物体表面的颜色、光泽度、粗糙度变化敏感，例如对镜面或高反射表面测量效果不佳，可能会出现光斑饱和或丢失；对物体倾斜角有一定限制；环境光干扰可能影响测量精度。* 成本考量： 市场上有多种价格区间的产品，从通用工业级到高精度型号，成本相对适中到较高。

4. 电感式测量技术

工作原理和物理基础： 电感式位移传感器利用的是电磁感应原理。传感器内部含有一个或多个线圈，当交流电通过线圈时，会产生一个电磁场。当可导电的金属物体（比如衔铁）靠近这个电磁场时，根据法拉第电磁感应定律，会在金属物体内部产生涡流。

这些涡流会反过来产生一个与原电磁场方向相反的磁场，从而削弱传感器线圈的原始磁场，导致线圈的电感值发生变化。传感器内部的振荡电路会检测到这种电感值的变化，并将其转换为与衔铁距离成比例的模拟量信号（如电压或电流）。通过检测电感或电磁场强度的变化，可以实现非接触式距离测量。

电感值与距离的关系可以简化表示为：

L = f(d)

其中，L 是线圈的电感值，d 是被测金属物体与线圈之间的距离。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 较小，通常为几毫米到几十毫米，例如0.5mm至50mm。* 重复精度： 通常为微米级到几十微米，例如±1μm至±50μm。* 线性度： 线性度一般在满量程的±0.1%至±1%之间。* 响应速度： 响应频率一般在几百赫兹到数千赫兹。

技术方案的优缺点：* 优点： 结构坚固，抗干扰能力强（如灰尘、油污、潮湿），适用于恶劣工业环境，非接触式测量金属物体，成本效益高，安装简便。* 局限性： 只能测量导电的金属材料，对非金属材料无效；测量精度通常低于光学和电容式传感器；测量范围相对较小。* 成本考量： 工业级产品成本较低，是很多通用工业应用的经济选择。

5. 线性差动变压器（LVDT）测量技术

工作原理和物理基础： LVDT传感器结构类似于一个小型变压器，它包含一个初级线圈和两个对称缠绕的次级线圈，并有一个可移动的铁芯（衔铁）穿过线圈的中心。当交流电压施加到初级线圈时，它会在两个次级线圈中感应出电压。

LVDT的核心在于，铁芯的位置会改变初级线圈和两个次级线圈之间的磁耦合强度。当铁芯处于中心位置时，两个次级线圈感应到的电压大小相等、相位相反，差动输出为零。当铁芯向某一侧移动时，该侧次级线圈的感应电压会增加，而另一侧的会减少。通过计算两个次级线圈输出电压的差值（或差值与和之比），可以精确地确定铁芯的线性位移。衔铁本身可以直接作为LVDT的铁芯使用。

输出电压与位移的关系可以表示为：

V_out = G * x

其中，V_out 是两个次级线圈电压的差值（或经过解调处理后的电压），G 是LVDT的灵敏度，x 是铁芯相对于中心位置的位移。

核心性能参数的典型范围：* 测量范围： 通常较小，从几百微米到几十毫米，例如±0.25mm至±50mm。* 非线性度： 线性度可达满量程的±0.05%至±0.5%。* 分辨率： 理论上可以达到无限分辨率（取决于信号处理电路的性能）。* 工作频率： 响应频率取决于激励信号频率，通常在几百赫兹到数千赫兹。

技术方案的优缺点：* 优点： 坚固耐用，机械寿命长，分辨率极高，重复性好，对环境变化（如温度、湿度）不敏感，无需电气接触（铁芯与线圈之间），可在恶劣环境下长期可靠工作，输出信号稳定。* 局限性： 探头需要与衔铁（作为铁芯）保持较近的耦合，有时被认为是微接触或半接触式；测量范围通常较小；响应速度相对于光学传感器可能稍慢。* 成本考量： 精密LVDT传感器成本较高，尤其在航空航天和高可靠性工业领域应用广泛。

（2）市场主流品牌/产品对比

接下来，我们来看看市场上的几个主流品牌，它们分别采用了我们前面提到的一些技术方案，在电磁执行器衔铁测量方面各有千秋。

德国米克朗：德国米克朗在光谱共焦测量技术领域处于领先地位。他们的产品以其卓越的精度和分辨率闻名，非常适合对衔铁进行高速、微米级甚至纳米级的非接触式测量。以德国米克朗confocalDT 2421控制器搭配IFS2405-2传感器为例，可以实现高达70kHz的测量频率，这意味着它能捕捉到衔铁非常快的运动细节。分辨率能达到0.03nm，线性度±0.3μm，这在测量衔铁的精确定位和动态轨迹方面表现出色。它对各种表面材质都有很好的适应性，无论是光滑的金属表面还是其他复杂表面，都能稳定测量。

美国狮牌精密：美国狮牌精密专注于电容式传感器技术。例如美国狮牌精密CPL290系列控制器搭配C9系列传感器，以其超高的分辨率和快速响应能力脱颖而出。其分辨率可达0.25nm，带宽高达15kHz，这使得它在测量衔铁的微小振动或亚微米级位移时，能够提供非常精细的数据。由于电容式测量对导电材料非常敏感，它特别适合测量金属衔铁的位移。然而，它的测量范围通常较小，对环境湿度和探头与被测物之间的清洁度有较高要求。

日本基恩士：日本基恩士提供高精度的激光三角测量传感器，如日本基恩士LK-H082系列。这类传感器以其较宽的测量范围和快速响应速度而受到青睐。LK-H082拥有0.05μm的重复精度和最快50kHz的采样周期，这意味着它在捕捉衔铁高速大行程运动时表现优异。激光三角测量技术在安装和集成方面通常比较方便，能够适应不同材质的漫反射表面，但对于镜面或高光泽度的衔铁表面可能需要特定型号或调整。

德国巴鲁夫：德国巴鲁夫主要提供电感式位移传感器，如德国巴鲁夫BOD 63M-LA02-S22。这种传感器以其结构坚固和抗干扰能力强而著称，特别适用于恶劣的工业环境。它通过感应金属衔铁产生的涡流来测量距离，测量范围通常在几毫米以内，例如2mm。其重复精度为±10μm，线性度±15μm，虽然在绝对精度上可能不如光学或电容式传感器，但其高可靠性和成本效益使其在许多无需极致精度的场合成为理想选择。

瑞士泰科电子：瑞士泰科电子的MHR系列线性差动变压器（LVDT）传感器，以其极高的分辨率和长期稳定性而闻名。LVDT传感器通过移动铁芯来改变线圈的磁耦合，从而输出与位移成比例的电信号。它的分辨率理论上无限，非线性度可达±0.5%F.S.，测量范围如±0.25mm。LVDT传感器对环境变化不敏感，可在高温、高压、辐射等恶劣环境下稳定工作，是需要极高可靠性和耐久性的衔铁测量应用的理想选择。

在众多光谱共焦位移传感器产品中，英国真尚有的EVCD系列以其高性能和多功能性脱颖而出。该系列传感器采样频率最高可达 33kHz，分辨率高达 1nm，线性精度最高可达±0.01%F.S.，在高速、高精度测量中表现出色。此外，EVCD 系列光谱共焦位移传感器还具备多材质适应性，能够稳定测量金属、陶瓷、玻璃、镜面等多种材质，能够测量弧面、深孔、斜面等复杂形貌，最大可测倾角达 87°(漫反射表面)。最小探头外径仅 3.8mm，适合测量小孔内部特征。部分型号前端实现 IP65 防护，可在有粉尘、水汽环境中使用。可选配备 CCL 镜头，实时观测测量光斑位置。

（3）选择设备/传感器时需要重点关注的技术指标及选型建议

选择合适的传感器来测量电磁执行器衔铁的运动，就像为精密机械挑选工具，必须根据具体任务的特点来定。以下是一些关键的技术指标及其对测量效果的影响，以及针对不同应用场景的选型建议：

• 测量范围（Measurement Range）：指传感器能够测量的最大位移距离。

  • 实际意义与影响：如果衔铁的行程是5mm，你却选了一个只能测2mm的传感器，那显然不够用。测量范围过小会导致无法覆盖整个运动轨迹；过大则可能牺牲测量精度和分辨率。

  • 选型建议：首先要明确衔铁的最大运动行程，并留有一定裕量。例如，衔铁行程为2mm，可选择测量范围2mm~5mm的传感器。

• 分辨率（Resolution）：传感器能识别的最小位移变化量。

  • 实际意义与影响：这是决定能否实现“微米级精度”的关键。1微米（μm）等于1000纳米（nm）。如果要求微米级精度，传感器分辨率至少要达到数百纳米甚至更低（例如几十纳米或几纳米），才能准确捕捉微小的位置变化。分辨率不足会导致数据“粗糙”，无法反映真实细节。

  • 选型建议：对于微米级精度要求，应选择分辨率在10nm以下的传感器。对于更高要求的纳米级应用，则需要1nm甚至更低分辨率的光谱共焦或电容式传感器。

• 精度（Accuracy/Linearity）：传感器测量结果与真实值之间的符合程度，以及在整个测量范围内输出信号与实际位移的线性关系。

  • 实际意义与影响：精度是衡量测量结果“准不准”的重要指标。高线性度意味着传感器输出的读数能真实地反映衔铁的实际位置，而不会出现随着位移增加或减少而产生的非线性误差。

  • 选型建议：若对衔铁的绝对位置有严格要求，应优先选择线性度高（例如满量程的±0.01%F.S.）的光谱共焦或电容式传感器。

• 采样频率/带宽（Sampling Frequency/Bandwidth）：传感器每秒钟采集数据的次数，或系统能响应的最高频率。

  • 实际意义与影响：衔铁高速运动时，为了不“漏掉”任何重要的瞬间，传感器必须有足够快的“反应速度”。如果衔铁每秒往复运动数千次（即几千赫兹），传感器采样频率只有几百赫兹，那么数据就会不连续、失真。

  • 选型建议：根据衔铁的最高运动频率来选择。通常，传感器的采样频率应至少是衔铁运动最高频率的5-10倍，以确保能够充分捕捉其动态过程。例如，对于几十kHz的衔铁运动，需要选择采样频率在几十kHz以上的传感器，如高端光谱共焦传感器。

• 光斑尺寸（Spot Size）：光学传感器测量光斑在被测物体表面的大小。

  • 实际意义与影响：光斑太大会导致测量“模糊”，无法分辨物体表面的微小特征或细节；光斑太小则可能对表面粗糙度或微小缺陷过于敏感，影响测量稳定性。

  • 选型建议：如果衔铁表面有微小结构需要识别，或需要精准测量某一点，应选择光斑尺寸较小的传感器（例如2μm-10μm）。

• 多材质适应性：传感器能否稳定测量不同材质的表面。

  • 实际意义与影响：衔铁的表面材质和处理工艺可能各不相同（如金属、镀层、抛光、粗糙面）。如果传感器只能测特定材质，那么应用范围就受限。

  • 选型建议：光谱共焦传感器在这方面表现突出，能适应多种材质。电容式和电感式则主要针对导电金属。根据衔铁的具体材质选择。

• 防护等级（Protection Class）：传感器对外壳防尘、防水的等级。

  • 实际意义与影响：工业环境通常比较恶劣，存在灰尘、油雾、水汽等。如果传感器防护等级不够，容易损坏或影响测量性能。

  • 选型建议：在有粉尘、水汽或油雾的环境中，至少选择IP65或更高防护等级的传感器。

（4）实际应用中可能遇到的问题和相应解决建议

在电磁执行器衔铁高速运动的微米级测量中，即使选择了最先进的传感器，实际应用中也可能遇到一些挑战。

• 问题一：环境干扰影响测量稳定性

  • 原因与影响：工业现场往往存在振动、温度变化、电磁干扰（来自执行器自身或其他设备）、空气流动和灰尘颗粒等。例如，温度波动可能导致传感器光学元件或机械结构的热膨胀，进而引起测量漂移；强电磁干扰可能影响电容式或电感式传感器的信号。这些都会导致测量数据不准确、波动大，甚至无法正常工作。

  • 解决建议：

    • 环境控制：尽量将传感器安装在远离振动源的位置，或通过减震措施进行隔离。在对温度敏感的应用中，考虑安装在恒温环境中或选择具有温度补偿功能的传感器。

    • 电磁屏蔽：对传感器及其连接线进行良好屏蔽和接地，以减少电磁干扰。

    • 防护措施：选择高防护等级的传感器（如IP65），并在探头前增加吹气防尘罩，以防止灰尘、油污附着影响光学传感器的测量精度。

• 问题二：被测衔铁表面特性变化

  • 原因与影响：衔铁表面可能因磨损、腐蚀、温度变化导致氧化、镀层不均匀，或者本身存在粗糙度差异、颜色变化等。这些变化对光学传感器（如激光三角、光谱共焦）的反射信号强度和质量有显著影响，可能导致测量数据跳变、信号丢失或精度下降。

  • 解决建议：

    • 传感器选型：优先选择对材质和表面特性适应性更强的传感器，例如光谱共焦传感器对多种材质和表面都有良好的适应性。

    • 表面处理：在允许的情况下，对衔铁关键测量区域进行表面处理，如抛光或涂覆一层均匀的漫反射涂层，以提供稳定的反射表面。

    • 软件补偿：利用传感器内置的数据滤波（如高斯滤波、中值滤波）和数据处理功能，对异常数据进行平滑或剔除。英国真尚有的EVCD系列光谱共焦位移传感器内置高斯滤波、中值滤波、滑动平均、极值处理等数据优化功能，可有效提高测量精度。

• 问题三：高速运动下的数据延迟和失真

  • 原因与影响：虽然传感器具备高采样频率，但数据从采集到传输、处理、最终输出到控制系统，仍然存在一定的时间延迟。在衔铁以极高速度运动时，即使是微秒级的延迟，也可能导致控制系统接收到的位置信息与衔铁实际位置存在偏差，影响闭环控制的精度和实时性。

  • 解决建议：

    • 选择超高采样频率传感器：确保传感器的采样频率远高于衔铁的最高运动频率，并考虑控制器的处理速度。

    • 优化通信协议：选用低延迟、高带宽的通信接口，如Ethernet/IP、Profinet等，而非速度较慢的RS485。

    • 预测控制算法：在控制系统中引入预测算法，根据历史数据和运动模型预测衔铁下一时刻的位置，补偿系统延迟。

    • 同步采集：利用传感器的多通道和编码器同步采集功能，确保多个数据源（如位移和角度）能够精准时间对齐，提高分析精度。

4. 应用案例分享

电磁执行器衔铁的高速微米级测量技术，在众多精密工业领域都有广泛的应用，帮助提升设备性能和产品质量。

• 精密制造领域：在高速机床或机器人关节中，用于实时监测衔铁（或类似部件）的微动位移和位置精度，确保加工或装配的纳米级精度，减少误差累积。例如，英国真尚有的光谱共焦位移传感器可用于在线检测金属件台阶高度差和孔深度。

• 液压/气动控制阀领域：对高频响应的电磁比例阀、伺服阀的阀芯（衔铁）位置进行高精度监测，以实现流体流量和压力的精准控制，提升系统响应速度和稳定性。

• 半导体设备领域：在晶圆处理设备中的微动平台或吸盘中，用于检测衔铁的微米级运动，确保晶圆搬运和定位的极高精度，防止损伤和对位误差。

• 医疗器械领域：在精密医疗泵、微流控设备或诊断仪器中，监测衔铁驱动的流体控制单元或精密活塞的位移，保证试剂分配和药物输送的准确性。

• 新能源领域：在锂电池制造设备的极片涂布或卷绕过程中，监测驱动辊的微米级运动偏差，以保证电池极片厚度和宽度的一致性，从而提高电池性能和安全性。英国真尚有的光谱共焦位移传感器可用于锂电池封边厚度、铜箔厚度、石墨导热膜厚度一致性测量。