直接測量平面內的角位移量時，對于大角位移常采用圓光柵、圓磁柵、圓感應同步器等作為感受元件。若被測的是小角位移，則可使用電位計式，磁敏式、差動變壓器式等小角位移傳感器，也可采用干涉原理進行測量(原理類似于激光小角度測量儀)。

　　圖5-24所示為微動同步器的結構原理圖，其工作原理與差動變壓器類似，但結構較其簡單)微動同步器由四極定子和兩極轉子組成，定子每極有兩個線圈，各級分別串成一次勵磁回路和二次感應回路。一次線圈通人勵磁電流后，隨著轉子轉動在二次線圈中產生兩兩相反的感應電動勢，輸出電壓是四極上感應電動勢的兩兩之差。測量時，轉子與被測體作同步轉動，從而不斷改變定子四極與轉子間的氣隙，造成各極磁通量的變化，使二次感應回路輸出一個正比于轉子角位移的電壓量。微動同步器的測量范圍為±100。

　　平面內的角位移也可使用間接法測量，如通過測量一段時間內被測物體的角速度、角加速度等參數，求得相應的角位移。較典型的是利用各種原理的陀螺式儀器，特別是近二三十年發展起來的激光陀螺，如前面介紹的環形激光器。由于它具有測量范圍大，耐***加速度，對環境的適應能力強，結構簡單，成本低等突出優點，所以引起各***的重視并得到越來越廣泛的應用。陀螺儀的原理和機構在后面章節中還將進一步介紹。