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測(cè)距傳感器工作原理：各種測(cè)距傳感器工作原理及應(yīng)用
測(cè)距傳感器，相信大家一定不會(huì)陌生了，今天本文收集整理了一些關(guān)于測(cè)距傳感器的原理資料，希望本文能對(duì)各位讀者有比較大的參考價(jià)值。下面我們就來對(duì)其原理作下簡(jiǎn)要說明。
超聲波測(cè)距傳感器原理
超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。
測(cè)距傳感器
激光測(cè)距傳感器工作原理
激光傳感器工作時(shí)，先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測(cè)定目標(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁?br/>
紅外線測(cè)距傳感器工作原理
紅外測(cè)距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測(cè)。紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化。
總結(jié)，上述的內(nèi)容主要是針對(duì)測(cè)距傳感器的原理方面的知識(shí)講解的，如超聲波測(cè)距傳感器原理、激光測(cè)距傳感器工作原理及紅外線測(cè)距傳感器工作原理這三方面，關(guān)于“測(cè)距傳感器的原理”的分享就先到這里了，希望上述介紹對(duì)大家的工作上有所幫助。
測(cè)距傳感器工作原理：各種距離傳感器的工作原理解析
描述
傳感器的定義 傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC:International Electrotechnical Committee）的定義為：“傳感器是測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理（模擬或數(shù)字）能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。
說到距離傳感器，很多人可能都不熟悉。但如果說用手機(jī)撥打電話以后將聽筒放在臉上的時(shí)候屏幕就黑了，當(dāng)把手機(jī)從耳邊移開的時(shí)候，屏幕又亮了的情況，相信大多數(shù)人有遇到過。其實(shí)這就是距離傳感器在發(fā)揮作用。接下來，皮卡中國(guó)小編就來介紹一下距離傳感器的相關(guān)知識(shí)。
什么是距離傳感器
距離傳感器是一種利用超聲波或激光來測(cè)量物體距離的傳感器，主要用來測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律，使用它可以完成多種運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)測(cè)定。
距離傳感器原理
利用各種元件檢測(cè)對(duì)象物的物理變化量，通過將該變化量換算為距離，來測(cè)量從傳感器到對(duì)象物的距離位移的機(jī)器。
距離傳感器的分類
1、激光距離傳感器
激光測(cè)距是激光最早的應(yīng)用之一。這是由于激光具有方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好等許多優(yōu)點(diǎn)。
利用激光傳輸時(shí)間來測(cè)量距離的基本原理是通過測(cè)量激光往返目標(biāo)所需時(shí)間來確定目標(biāo)距離。傳輸時(shí)間激光測(cè)距雖然原理簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但以前主要用于軍事和科學(xué)研究方面，在工業(yè)自動(dòng)化方面卻很少見。
激光距離傳感器多應(yīng)用于飛機(jī)飛行高度確定、保護(hù)液壓成型沖模、二軸起重機(jī)定位等方面。
2、超聲波距離傳感器
超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。
它廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。
3、紅外測(cè)距傳感器
紅外脈沖傳感器通過發(fā)射特別短的光脈沖，并測(cè)量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時(shí)間，通過測(cè)時(shí)間來計(jì)算與物體之間的距離。
紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化。
距離傳感器產(chǎn)品
1、手機(jī)距離傳感器
手機(jī)使用的距離傳感器是利用測(cè)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量的一種傳感器。距離傳感器一般都在手機(jī)聽筒的兩側(cè)或者是在手機(jī)聽筒凹槽中，這樣便于它的工作。當(dāng)用戶在接聽或撥打電話時(shí)，將手機(jī)靠近頭部，距離傳感器可以測(cè)出之間的距離到了一定程度后便通知屏幕背景燈熄滅，拿開時(shí)再度點(diǎn)亮背景燈，這樣更方便用戶操作也更為節(jié)省電量。
2、遠(yuǎn)距離測(cè)量傳感器
多用于野外環(huán)境（山體情況、峽谷深度等）和飛機(jī)高度檢測(cè)，也有部分用于礦井深度、物料高度的測(cè)量;野外主要應(yīng)用于檢測(cè)山體情況和峽谷深度等;飛機(jī)高度測(cè)量主要是檢測(cè)飛機(jī)在起飛和降落時(shí)距離地面的高度，實(shí)時(shí)顯示在控制面板上;測(cè)量物料各點(diǎn)高度，用于計(jì)算物料的體積。用于飛機(jī)高度和物料高度的傳感器有LDM301系列，野外應(yīng)用的有LDM4x系列。
距離傳感器優(yōu)缺點(diǎn)
1、激光距離傳感器
它的優(yōu)點(diǎn)是精確，缺點(diǎn)是需要注意人體安全，且制做的難度較大，成本較高，而且光學(xué)系統(tǒng)需要保持干凈，否則將影響測(cè)量。
2、超聲波距離傳感器
超聲波距離傳感器的優(yōu)點(diǎn)是比較耐臟污，即使傳感器上有塵土，只要沒有堵死就可以測(cè)量，可以在較差的環(huán)境中使用，所以倒車?yán)走_(dá)多半使用超聲波，缺點(diǎn)是精度較低，且成本較高。
3、紅外測(cè)距傳感器
紅外測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。
距離傳感器應(yīng)用
1、應(yīng)用于手機(jī)
目前距離感應(yīng)器主要廣泛應(yīng)用于手機(jī)上：當(dāng)接通電話時(shí)，如果擋住距離感應(yīng)器（在輔助攝像頭和光線感應(yīng)器之間的不明顯的小長(zhǎng)方形）的話，屏幕會(huì)變黑。也就是在你接電話時(shí)，屏幕會(huì)變黑，節(jié)約用電的同時(shí)還可以防止誤操作。
2、應(yīng)用于智能皮帶
皮帶扣里嵌入了距離傳感器。當(dāng)你把皮帶調(diào)整至合適寬度、卡好皮帶扣后，如果皮帶在10秒鐘內(nèi)沒有重新解開，傳感器就會(huì)自動(dòng)生成你本次的腰圍數(shù)據(jù)。皮帶與皮帶扣連接處的其中一枚鉚釘將被數(shù)據(jù)傳輸裝置所替代。當(dāng)你將智能手機(jī)放在鉚釘處保持兩秒鐘靜止，手機(jī)里的自我健康管理App會(huì)被自動(dòng)激活，并獲取本次腰圍數(shù)據(jù)。
隨著智能手機(jī)的普及，距離感應(yīng)器成為了每一臺(tái)智能手機(jī)必備的功能，主要是為了防止誤操作。當(dāng)然距離感應(yīng)器的功能作用遠(yuǎn)不止此，今后它將應(yīng)用于更多的行業(yè)領(lǐng)。
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測(cè)距傳感器
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超聲波傳感器是一種利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。
中文名
測(cè)距傳感器
測(cè)量距離范圍
0.5-300米，3000米
全程精度誤差
20毫米
激光特性
紅色激光二極管
目錄
1
主要分類
2
工作原理
3
應(yīng)用領(lǐng)域
測(cè)距傳感器主要分類
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語(yǔ)音
超聲波測(cè)距傳感器激光測(cè)距傳感器紅外線測(cè)距傳感器24GHZ雷達(dá)傳感器
測(cè)距傳感器工作原理
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語(yǔ)音
超聲波測(cè)距傳感器原理：
24GHZ雷達(dá)傳感器RFbeam
超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。激光測(cè)距傳感器工作原理：激光傳感器工作時(shí)，先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測(cè)定目標(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁＜t外線測(cè)距傳感器工作原理：紅外測(cè)距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測(cè)。紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，通過數(shù)字傳感器接口返回到機(jī)器人主機(jī)，機(jī)器人即可利用紅外的返回信號(hào)來識(shí)別周圍環(huán)境的變化24GHZ雷達(dá)測(cè)距傳感器原理：FSK測(cè)運(yùn)動(dòng)物體
[1]
FMCW測(cè)靜止和運(yùn)動(dòng)物體
測(cè)距傳感器應(yīng)用領(lǐng)域
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語(yǔ)音
激光測(cè)距傳感器的優(yōu)勢(shì): 激光測(cè)距傳感器LDM301 核心技術(shù)指標(biāo)1、 激光測(cè)距傳感器2、 測(cè)量距離范圍0.5-300米，3000米（要使用反光板）3、 全程精度誤差20毫米4、 激光連續(xù)使用壽命超過5萬個(gè)小時(shí)（5年）5、 具備標(biāo)準(zhǔn)的RS232、RS422的通訊串口和以太網(wǎng)接口6、 同時(shí)具備數(shù)字信號(hào)和4-20MA模擬型號(hào)輸出。模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)距離最大值可自行設(shè)定7、 激光測(cè)距傳感器可以和以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)ASC2碼8、 簡(jiǎn)潔實(shí)用的通訊軟件保證了現(xiàn)場(chǎng)工作的準(zhǔn)確方便行業(yè)領(lǐng)域1、應(yīng)用于出租車計(jì)價(jià)器檢測(cè)系統(tǒng)為了更加節(jié)能減排，解決電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的計(jì)量需求，移動(dòng)式電動(dòng)出租車計(jì)價(jià)器檢測(cè)系統(tǒng)正式啟用。檢測(cè)裝置大體分為兩部分，一個(gè)是類似密碼箱大小的主機(jī)，放在車的后座上，另一個(gè)是測(cè)距傳感器，吸附在車身上。據(jù)介紹，裝置采用的是行車測(cè)距法，司機(jī)開著車行駛一定距離，檢測(cè)裝置和計(jì)價(jià)器會(huì)同步采樣。整個(gè)檢測(cè)過程預(yù)計(jì)七八分鐘就能完成。
[2]
一、傳輸時(shí)間激光距離傳感器的發(fā)展激光在檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，技術(shù)含量十分豐富，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和生活的影響也十分明顯。激光測(cè)距是激光最早的應(yīng)用之一。這是由于激光具有方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好等許多優(yōu)點(diǎn)。1965年前蘇聯(lián)利用激光測(cè)地球和月球之間距離（380′103km）誤差只有250m。1969年美國(guó)人登月后置反射鏡于月面，也用激光測(cè)量地月之距，誤差只有15cm。利用激光傳輸時(shí)間來測(cè)量距離的基本原理是通過測(cè)量激光往返目標(biāo)所需時(shí)間來確定目標(biāo)距離。即：傳輸時(shí)間激光測(cè)距雖然原理簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但以前主要用于軍事和科學(xué)研究方面，在工業(yè)自動(dòng)化方面卻很少見。因?yàn)榧す鉁y(cè)距傳感器售價(jià)太高，一般在幾千美元。實(shí)際上，所有工業(yè)用戶都在尋找一種能在較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)精密距離檢測(cè)的傳感器。因?yàn)樵S多情況下近距離安裝傳感器會(huì)受物理位置及生產(chǎn)環(huán)境的限制，如今的傳輸時(shí)間激光測(cè)距傳感器將為這類場(chǎng)合的工程師排憂解難。二、工作原理 傳輸時(shí)間激光傳感器工作時(shí)。傳輸時(shí)間激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁＠纾馑偌s為3′108m/s，要想使分辨率達(dá)到1mm，則傳輸時(shí)間測(cè)距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時(shí)間：0.001m?(3′108m/s)=3ps要分辨出3ps的時(shí)間，這是對(duì)電子技術(shù)提出的過高要求，實(shí)現(xiàn)起來造價(jià)太高。但是如今廉價(jià)的傳輸時(shí)間激光傳感器巧妙地避開了這一障礙，利用一種簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率，并且能保證響應(yīng)速度。三、解決其它技術(shù)無法解決的問題 傳輸時(shí)間激光距離傳感器可用于其它技術(shù)無法應(yīng)用的場(chǎng)合。例如，當(dāng)目標(biāo)很近時(shí)，計(jì)算來自目標(biāo)反射光的普通光電傳感器也能完成大量的精密位置檢測(cè)任務(wù)。但是，當(dāng)目標(biāo)距離較遠(yuǎn)內(nèi)或目標(biāo)顏色變化時(shí)，普通光電傳感器就難以應(yīng)付了。雖然先進(jìn)的背景噪聲抑制傳感器和三角測(cè)量傳感器在目標(biāo)顏色變化的情況下能較好地工作，但是，在目標(biāo)角度不固定或目標(biāo)太亮?xí)r，其性能的可預(yù)測(cè)性變差。此外，三角測(cè)量傳感器一般量程只限于0.5m以內(nèi)。超聲波傳感器雖然也經(jīng)常用于檢測(cè)距離較遠(yuǎn)的物體，而且由于它不是光學(xué)裝置，所以不受顏色變化的影響。但是，超聲波傳感器是依據(jù)聲速測(cè)量距離的，因此存在一些固有的缺點(diǎn)，不能用于以下場(chǎng)合。①待測(cè)目標(biāo)與傳感器的換能器不相垂直的場(chǎng)合。因?yàn)槌暡z測(cè)的目標(biāo)必須處于與傳感器垂直方位偏角不大于10°角以內(nèi)。②需要光束直徑很小的場(chǎng)合。因?yàn)橐话愠暡ㄊ陔x開傳感器2m遠(yuǎn)時(shí)直徑為0.76cm。③需要可見光斑進(jìn)行位置校準(zhǔn)的場(chǎng)合。④多風(fēng)的場(chǎng)合。⑤真空?qǐng)龊稀＂逌囟忍荻容^大的場(chǎng)合。因?yàn)檫@種情況下會(huì)造成聲速的變化。⑦需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合。⑧空氣密度變化較大的情況。密度變化會(huì)造成聲速變化。而激光距離傳感器能解決上述所有場(chǎng)合的檢測(cè)。四、在自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛用途 如今，自動(dòng)檢測(cè)和控制的方法中，除了超聲波傳感器和普通光電傳感器外，又增加了一個(gè)能解決長(zhǎng)距離測(cè)量和檢驗(yàn)的新方法—傳輸時(shí)間激光距離傳感器。它為各種不同場(chǎng)合提供了應(yīng)用的靈活性，這些場(chǎng)合可包括如下：①設(shè)備定位。②測(cè)量料包的料位。③測(cè)量傳送帶上的物體距離和物體高度。④測(cè)量原木直徑。⑤保護(hù)高架起重機(jī)免于碰撞。⑥無誤差檢查場(chǎng)合。⑦飛機(jī)離地距離監(jiān)測(cè)。激光測(cè)距傳感器的基本組成是激光器、成像物鏡、光電位敏接收器、信號(hào)處理機(jī)測(cè)量結(jié)果顯示系統(tǒng)。激光束在被測(cè)物體表面上形成一個(gè)亮的光斑，成像物鏡將該光斑成像到光敏接收器的光敏上，產(chǎn)生探測(cè)其敏感面上光斑位置的電信號(hào)。當(dāng)被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，其表面上光斑相對(duì)成像物鏡的位置發(fā)生改變，相應(yīng)地成像點(diǎn)在光敏器件上的位置也要發(fā)生變化，由目標(biāo)反射回來的光線通過接收鏡頭組并聚焦于CCD，傳感器使用CCD上的所有光點(diǎn)的光量分布來決定光點(diǎn)的中心，并以此作為目標(biāo)物位置。CCD檢測(cè)出光點(diǎn)對(duì)每一像素的光量分布峰值并將其識(shí)別為目標(biāo)物位置，不管光點(diǎn)的光量分布如何，CCD都能做穩(wěn)定的高精度位移測(cè)量。激光參數(shù)激光特性：紅色激光二極管；波長(zhǎng)：635nm；激光等級(jí)：2級(jí)；光斑類型：點(diǎn)狀；光斑大小：直徑約2mm；輸出功率：小于1mW；型號(hào) LMG3001P LMG5005P LMG8015P量程 45—70mm 50—150mm 50—200mm分辨率 20μm 50μm 100μm采樣頻率 1.2KHz 1.2KHz 1.2KHz非線性度<0.1% <0.1% <0.1%電氣參數(shù)工作電壓：18—24V；工作電流：最大140mA；輸出格式：RS232、RS485、4—20mA、0—10V（數(shù)字量和模擬量任選其一）；
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2021-02-270
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科技領(lǐng)域愛好者
利用紅外測(cè)距傳感器實(shí)現(xiàn)3D掃描功能的方案
上周末的時(shí)候，有一個(gè)朋友到我們公司參觀，順便跟我們交流了一下他最近的一個(gè)小想法，他想做一個(gè)類似于現(xiàn)在在一些商場(chǎng)里放置的概念型的人體三維掃描設(shè)備，代替過去的量體裁衣功能，為用戶提供在線的一對(duì)一服裝推薦和定制服務(wù)，這個(gè)想法很有挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗岬搅藥讉€(gè)必須要解決的問題，一是不可以...
2020-09-050
小小百姓
隨科技潮流，方能經(jīng)久不衰
超聲波測(cè)距傳感器模HG-C40U工作程序圖文詳解
超聲波測(cè)距模塊是用來測(cè)量距離的一種產(chǎn)品，通過發(fā)送和收超聲波，利用時(shí)間差和聲音傳播速度，計(jì)算出模塊到前方障礙物的距離。超聲波測(cè)距模塊有好多種類型，目前比較常用的有URM37超聲波傳感器默認(rèn)是232接口，可以調(diào)為TTL接口,URM05大功率超聲波傳感器測(cè)試距離能到10米，算是目...
2019-05-300
參考資料
1.
一種用于fmcw雷達(dá)的線性掃頻源
．Google 專利[引用日期2014-01-10]
2.
測(cè)距傳感器應(yīng)用于出租車計(jì)價(jià)器檢測(cè)系統(tǒng)
．中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-06-20]
測(cè)距傳感器工作原理：距離傳感器的分類和工作原理
電渦流測(cè)距傳感器
當(dāng)金屬板置于變化著的磁場(chǎng)或者在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在金屬板上將產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流在金屬體內(nèi)是閉合的，所以稱為渦流。渦流的大小與金屬板的電阻率p、磁導(dǎo)率μ、厚度t以及金屬板與線圈距離δ、激勵(lì)電流i、角頻率四等參數(shù)有關(guān)。高頻（數(shù)兆赫茲以上）激勵(lì)電流i施加于鄰近金屬板一側(cè)的線圈，由線圈產(chǎn)生的高頻電磁場(chǎng)作用于金屬板的表面。
在金屬板表面薄層內(nèi)產(chǎn)生渦流i1，渦流i1又產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)，反作用于線圈上，由此引起線圈自感或線圈阻抗的變化。阻抗的變化程度取決于線圈至金屬板之間的距離δ、金屬板的電阻率 p、磁導(dǎo)率μ以及激勵(lì)電流i的幅值與角頻率。等。當(dāng)金屬板的電阻率、磁導(dǎo)率和激勵(lì)電流已知時(shí)，線圈的阻抗就只與金屬板的距離有關(guān)，通過測(cè)量電路轉(zhuǎn)化為電壓輸出。由電壓大小的變化來測(cè)量距離。
超聲波測(cè)距傳感器
超聲波是指頻率高于 20kHz 的機(jī)械波，為了以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。超聲波測(cè)距傳感器是采用渡越時(shí)間法進(jìn)行距離測(cè)量，當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，超聲波發(fā)射器發(fā)射出超聲波脈沖，同時(shí)主控制器控制同步脈沖裝置發(fā)射同步脈沖，并由記錄器記錄下來。
當(dāng)發(fā)射的超聲波經(jīng)過被測(cè)物體表面時(shí)將發(fā)生反射，反射波由超聲波檢測(cè)器接收，并由記錄器記錄，計(jì)算由發(fā)射超聲波到接收反射波的時(shí)間差，根據(jù)媒介中的速度就可以計(jì)算出從探頭到物體表面的距離。
激光測(cè)距傳感器
激光測(cè)距傳感器主要是利用飛行時(shí)間方法來測(cè)量距離。激光傳感器工作時(shí)，先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)被測(cè)物體表面反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上，雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)，記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測(cè)定被測(cè)物體的距離。
紅外測(cè)距傳感器
紅外測(cè)距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物時(shí)、距離不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物遠(yuǎn)近的檢測(cè)。紅外測(cè)距傳感器具有一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號(hào)反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，根據(jù)反射光強(qiáng)度的變化來檢測(cè)距離。
微波測(cè)距傳感器
微波測(cè)距的原理與超聲波測(cè)距、激光測(cè)距的原理相同，都是利用飛行時(shí)間方法來測(cè)量距離。不同點(diǎn)是微波的載體是電磁波。通過微波傳感器發(fā)射連續(xù)或者脈沖微波，經(jīng)過被測(cè)物反射回來，由接收器接收。通過記錄從電磁波發(fā)射到接收反射波的時(shí)間差，以及微波在媒介中的傳播速度，就可以計(jì)算出所測(cè)的距離。
因其反射測(cè)量反應(yīng)速度極快，其微波能量能很好地穿過非電介材質(zhì)，測(cè)量精度不受霧、泡沫、粉塵、蒸汽及容器形狀影響，因其探測(cè)近距離時(shí)優(yōu)越的性能而廣泛應(yīng)用于飛行近地高度表、汽車防撞、工業(yè)物位的高精度、高速度測(cè)控等方面。
