具有高度动态作业特性的CNC系统和高精度装配设备上都会使用线性编码器。位置测量必须在严酷的作业条件下实现，通常是高速和加速移动的条件下。配有直接驱动线性电机的线性编码器越来越多地被使用从而满足上述作业条件。例如，一些编码器型号能够提供20米/秒甚至更快的快移速度。
        粉尘、油污、碎屑和脏污对于光学编码器的损害很大——光学编码器要求对设备进行物理保护或者改进测试条件。在这点上线性编码器与同类的旋转编码器有着很大不同，因为它工作于密封的环境中。编码器的分类方式很多，编码器技术可以分为两大类——光学和电磁控制工程网版权所有，这两种技术也适用于旋转编码器，感应编码器并未被覆盖在内。
        光学与电磁传感
        线性编码器的基本组成包括通过高精度校准的测量标尺（或磁化信息），控制位置并移动扫描探头读取标尺数据。
        简单地说，光学线性编码器的测量过程就是对标尺和扫描刻度进行光电传感，而标尺和扫描刻度之间做相对移动。透射光经过特殊调整，当标尺和刻度对齐的时候，光线可以穿过光栅的缝隙，当光栅与另一个光栅的缝隙对齐的时候，光线就会被遮挡住。一组光电转换器阵列将光强的变化转化为电信号。特殊设置的扫描刻度光栅能够对光线起到滤镜作用，产生近似正弦信号的输出。扫描探头或者系统控制器将会对这一信号做进一步处理，产生位置输出。

光电传感方法加上玻璃标尺之后就适用于光学线性传感器了。通过使用铁质标尺，进行细微修正，并采用反射扫面方法，光线照射在标尺上然后反射回扫描刻度。图片来源：Heidenhain

        光学线性编码器使用一组玻璃或者铁质的标尺。玻璃标尺的测量长度通常不超过4米，铁质标尺适用于更加长的测量距离。Heidenhain公司的机床市场产品专家Nathan Mathiot指出，玻璃标尺长度受限于生产这些玻璃标尺的设备的加工精度。
        电磁线性编码器的主要组成器件是磁带和扫描探头。根据测量标尺产生的位置信息以顺序编码的形式被存储于磁带上，磁带的长度各不相同，有的磁带可以很长，它们通常压贴在钢带上，背面是胶黏剂，便于安装到设备上。随着扫描探头在测量磁带上移动，位置信息就被产生出来。
        长距离线性（LLL）编码器应用并不总是要求使用精确的光学技术，Renishaw公司编码器产品事业部市场经理Corrie Fearon解释道。电磁编码器是另外一种选择，其精度通常在±20微米/米，适用于高端应用。“电磁编码器提供更宽的安装/运行冗余度，受灰尘和脏污的影响更少，相比于光学编码器成本更低。”Fearon说道。
        其他编码器种类
        线性编码器也可以设计成增量编码器或者绝对值编码器（后者是旋转编码器的后续产品）。绝对值编码器主要依赖于功率上升来判断位置。增量编码器要求首先轴向移动到初始位置并以此建立参考位置CONTROL ENGINEERING China版权所有，沿着标尺排布的编码间隔参考标记（DCRM）最小化了对于设备移动的要求，编码器在穿越两个DCRM之后从电子学角度建立绝对坐标，两个DCRM的穿越移动通常只有几毫米。
        “使用公式计算参考标记，最终生成重复的唯一位置值，并因此作为带有DCRM的增量磁带标尺的长度极限，”Mathiot说道。由Heidenhain公司生产的最长的编码距离线性编码器长达72米。

这是一台Electroimpact公司的位于英国Broughton的翼片装配机，空客A380生产线适用Renishaw RGH41光学线性增量编码器。RGS40磁带标尺沿着设备160米长的装配距离安装在三个工作区域内。图片来源：Renishaw

        绝对值磁带标尺的测量长度也受轨道上的伪随机码（PRC）限制。例如，Mathiot引用了配有32位内存的LC281型线性编码器作为例子。“每10纳米的步进距离占用了内存可能存储的位置信息的4294967296分之1。每一个位置值都分配一个唯一的PRC值，内存占满之后就会重复。”他补充道。
        Renishaw公司同样指出了增量编码器的最大测量长度“受标尺的生产长度限制”，但是它曾经提供过长达100米的标尺。“对于绝对值编码器，Renishaw公司的绝对值光学编码器的最大测量长度目前是10米，受防尘性能和性能等级的限制。”Fearon说道。LMA-10电磁编码器的最长测量距离是16.2米。
        光学线性编码器可以进一步设计成密封式或者暴露式设备。在密封单元内，金属外壳和弹性密封圈保护标尺、扫描探头和导轨不受工业环境中的脏污影响。暴露式（非接触式）线性编码器在物理结构上较为简单，通常用于较为洁净的环境中。
        严酷的工作环境
        非接触式的光学线性编码器如果工作于严酷的作业环境内，需要对光学扫描组件进行改进。Fearon给出两种抵御脏污的基本方法：使用光学滤镜或者在较大的扫面区间内做平均处理。
        滤镜是效果最好的方法，能够放大基频信号也就是光学器件转化的对我们有用的信号，同时拒绝由于脏污引起的干扰信号。这种方法适用于增量编码器。“在系统中增加自动增益控制（AGC）功能可以进一步增强抗脏污干扰能力，但是如果在较差的光学架构上增加AGC控制工程网版权所有，就仅仅能够放大弱信号，而无法克服象移和其他问题。”Fearon说道。
        Renishaw公司的绝对值非接触式线性编码器使用了另一种先进技术来实现脏污抵抗。在捕捉了测量标尺的图像之后，编码器铜鼓板载数字信号处理器进行交叉校验和误差拒绝过程——克服标尺上的油脂、油污或者特殊脏污反散射到扫描探头上的混杂光。Fearon说道，由于具有高度的系统冗余性，即使图像脏污面积较大也可以获得正确的位置信息。
        “为了提供进一步的安全和诊断能力，绝对值编码器引入了位置校验算法，它可以跟踪位置，确保只有正确的数据才会发送给系统驱动器/控制器，”Fearon补充道。实际上，扫描探头中同时使用并检查了两种独立的计算方法。然后正确的信号会被发送，不用驱动器/控制器进行判断。
        密封式光学线性编码器最小化或者根本无需担心在极度脏污环境无法进行测量的问题www.cechina.cn，Heidenhain公司既提供暴露式编码器也提供密封式编码器，但是在数控机床上仅仅使用后者。
        Mathiot说道：“密封式线性编码器是严酷作业环境的正确选择，那些环境中冷却剂、油污和碎屑随处可见。”
        Heidenhain公司密封式LLL编码器有LC211（绝对值）编码器，测量区间长达28米，还有LB382（增量式）编码器，根据订单测量区间可以长达30米和72米。这两种型号都是用铁质标尺磁带。这些编码器在1米的测量区间内的位置误差冗余精度等级达到±5微米。一些其他型号的精度等级甚至能够达到±3微米。密封式编码器专用于非数控机床应用，具有长达3米的测量区间和±10微米的精度等级。

实际的编码器标尺精度通常都比规格书上的极限值要好得多。此图是Renishaw公司的RTLC光学标尺的例子，在全部的11.9米的测量区间内都能够实现±4微米的精度等级。

        Heidenhain也称其非接触式LLL编码器具有“对脏污的低敏感性”，在高精度生产/加工设备、测量设备和直接驱动设备应用中找到了一席之地。被提到的一种方法是单视野扫描（而不是四视野扫描）产生位置信号。单视野传感方法的输出信号能够放大由脏污导致的变化，但是便宜和象限位置可以保持不变。Heidenhain公司声称，“信号仍旧是高度收敛的，而且一个信号周期的误差仍旧很小。”其代表性的非接触式编码器包括LIC系列（绝对值）编码器和LIDA系列（增量）编码器，每一个信号周期内的位置误差分别为±0.08 微米和±0.2 微米。
        信号的精确性
        相比于使用标尺光栅，采用大扫描区域也能够降低脏污敏感性。据称，高质量信号即使在存在3mm尺度的脏污下也能够确保位置误差在标尺精度等级内。
        前文引述的一些标尺精度值都是书面值，在实际应用中，编码器标尺的精度能够实现更好的结果。
        Sick 公司能提供多种LLL电磁编码器。TTK70非接触式绝对值编码器在其完整的4米测量区间内具有±10 微米的精度等级。LinCoder L320型是另一种非接触式绝对值设备控制工程网版权所有，测量区间长达40米，具有±0.3毫米/米的精度等级（20摄氏度下）。
        Sick公司的另一种编码器产品具有超长的测试范围。Pomux KH53提供的绝对值位置测量长达1700米。
        “由于配备了IP66等级的铝制外壳，Pomux KH53完全可以应付超长的测试距离和严酷的应用环境。”Sick公司的线性编码器产品经理Mandee Liberty如是说道。
        长距离线性编码器适用于多种应用领域，Sick公司引述道，KH53用于架空起重机和存储/传送带系统。Liberty指出KH53在这些测量距离从15米到800米不等的应用领域内均获得了成功。
        从Renishaw的经验来讲，长距离编码器应用包括大型轴承碾压设备、LCD屏幕生产台、大尺度打印和激光/水束切割以及飞机机翼的生产。
        Heidenhain公司给出的例子包括机翼涡轮机组件的生产和传送带上进行的机动车零部件生产。从相关市场趋势来看，Heidenhain发现它的用户开始倾向于使用配有线性电机的编码器产品以获得更快的零件加工速度。