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光纤有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一层金属外皮。这层金属外皮的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在这两种材料的边界处(入射角在一定范围内，)，被反射回来。根据光学原理，光束都可以由光纤来传输。两条入射光束(入射角在接受角以内)沿光纤长度方向经多次反射后，从另一端射出。另一条入射角超出接受角范围的入射光，损失在金属外皮内。这个接受角比两倍的大入射角略大，这是因为光纤在从空气射入密度较大的光纤材料中时会有轻微的折射。光在光纤内部的传输不受光纤是否弯曲的影响(弯曲半径要大于小弯曲半径)。大多数光纤是可弯曲的，很容易安装在狭小的空间。
光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间短。能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。可实现非接触的检测可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜进行检测。
螺管式自感传感器传感器工作时，衔铁在线圈中伸入长度的变化将引起螺管线圈电感量的变化。对于长螺管线圈l>>r，当衔铁工作在螺管的中部时，可以认为线圈内磁场强度是均匀的，线圈电感量L与衔铁的插入深度l大致上成正比。螺管型电感传感器这种传感器结构简单，制作容易，灵敏度较低，适用于测量较大的位移量。差动式自感传感器由于线圈中通有交流励磁电流，因而衔铁承受电磁吸力，会引起振动和附加误差，而且非线性误差较大。外界的干扰、电源电压频率的变化、温度的变化都会使输出产生误差。