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凸轮轴位置传感器的作用主要是检测凸轮轴位置和转角，从而确定第一缸活塞的压缩上止点位置。在起动时，发动机ECU根据凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器提供的信号，识别出各个气缸活塞的位置和行程，控制燃油喷射顺序和点火顺序，进行准确的喷油和点火控制。在发动机起动期间，凸轮轴位置传感器是一个关键性的输入。在某些车型上，如果没有凸轮轴位置传感器的输入，发动机将不能正常起动。一旦发动机正常运转，在下一个点火循环之前，就不再需要凸轮轴位置传感器信号，发动机可以正常运转。这是因为ECU已经确定了第1缸的压缩上止点位置，发动机ECU可以利用曲轴位置传感器信号，便可推算出其他各缸的工作情况。
随着可变气门正时技术的出现和发展，凸轮轴位置传感器也被赋予了新的内涵，除了在起动时用于压缩上止点判定外，在发动机正常工作后，还要肩负起监控可变的进气或排气凸轮是否达到预定位置的重任。
按照工作原理的不同，凸轮轴位置传感器可分为磁电式凸轮轴位置传感器、光电式凸轮轴位置传感器、霍尔式凸轮轴位置传感器、磁阻元件式凸轮轴位置传感器。