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变耦式计轴传感器主要有差动型和互感型两种。差动型计轴传感器是采用差动变压器的原理来进行工作的：车轮经过发送与接收线圈之间的工作磁场时，导致空气磁场磁阻发生改变，从而发送线圈与接收线圈的磁场耦合关系也发生改变[10]。正是利用这一特征，产生计轴信号。互感型计轴传感器有西门子公司生产的DSK型和ZP43型，德国劳伦茨公司生产的SK11型、SK30型，奥地利ITT公司生产的DSK-A2型等，他们的工作原理基本类似[11]。以SK11型为例，钢轨外侧安装计轴传感器的一个发送线圈S，钢轨内侧安装一个接收线圈E。发送线圈采用交流电源，发送5.06 的交变信号，接收线圈负责接收。从发送线圈发出的两磁通1 和2 ，分别以不同的方向通过接受线圈。在无车轮经过时，此时1 >>2 ，磁场在接收线圈中感应出一定大小的交流电压信号。当车轮经过时，因为车轮的屏蔽作用，使得1 减小，并逐渐向2 接近，当1 和2 大致相等时，二者基本相互抵消，使接收线圈E感应出的交变电压较小，无法达到规定值，从而作为车轮信号计数。
变衰耗式计轴传感器较变耦合式计轴传感器出现相对较晚，主要有电涡流型和可变导磁率型。电涡流型的工作原理是：当车轮进入发送与接收线圈之间的工作磁场时，车轮表层感应出电流，即电涡流，其大小与金属导体的电阻率 、厚度 、磁导率 、车轮与产生交变磁场线圈的间隔X以及线圈的激励电流频率 等参数密切相关。涡流损耗导致线圈阻抗和电流发生变化，通过相应的感应电路可将上述参数的变化转换为电信号，如采用调频电路，可转换为频率信号输出。也可采用调幅电路，即当车轮靠近线圈时，发送磁头产生一个调幅波，通过检测波形幅度的变化就可判断是否有列车通过。可变导磁率型计轴传感器用扼流圈作感受器件，利用扼流圈磁性材料导磁率随着扼流圈产生的交变磁场和永久磁铁磁场叠加后将产生可逆性变化的特性。磁路主要由两块极性相同的永久磁铁组成，扼流圈装在两块磁铁之间的间隙中。当有车轮轮缘进入计轴传感器的工作磁场内时，受轮缘和铁轨的作用，永磁铁产生一个增量，扼流圈电感减小到一定程度。传感器的计轴装置由电源、低频正弦发生器和门限开关组成。扼流圈及其串联的电阻所需交流电由正弦波发生器提供，门限开关电路用于感受电阻上的电压变化情况，这个电压信号经整流后用门限开关电路转换为数字信号作为车轮信号。
（4）各种现有计轴传感器的比较
计轴传感器的结构和原理存在差别，具有各自优缺点，使用的场合也不尽相同。机械式计轴传感器优点是结构简单，缺点是轮缘的起伏高度会在一定的范围内变化，轨头与轮缘表面之间的间距会随轨距、轮对允差和车轮行走状态的改变而发生变化，这些不确定因素给计轴设备的准确计轴增加了难度[11]。另外，动作件存在严重的滑动摩擦也会引起其磨损加快。除此之外，动作计轴传感器的机械力如若设置太小，容易被人或牲畜误动，安全性较低；如若设置太大，又会使车轮对计轴传感器的作用力过大，加快磨损，缩短传感器的寿命。法国西莱克公司的机电式计轴传感器利用了油压缓冲装置，使得车轮对计轴传感器的冲击力大大减小。
因为机械式计轴传感器在实际使用中可靠性不能满足要求，必须采用其它制式的计轴传感器。永磁式计轴传感器的是否动作与车轮压力、钢轨状态无关，可在很大的行车速度范围内使用。各种永磁式计轴传感器都存在一个共同点，均是利用车轮的铁磁材料特性。但是永磁式计轴器也存在其固有的缺点，在低速时工作无法准确采集车轮信息，所以应尽量不用于低速场合。除此之外，这种传感器容易受到电磁干扰。由于装有有极衔铁或装有舌簧接点等元件，利用静磁原理工作的永磁计轴传感器不用常供电而保持准备工作状态，并能在车速较慢的情况下准确采集车轮信号，所以应用较广泛。但是，除了车轮会对计轴传感器的计轴产生影响外，其它干扰源往往也会影响计轴的准确性，使得计轴器的动作不稳定，如机车牵引电机变压器等。