距離傳感器的種類：測距傳感器分類特點(diǎn)
測距傳感器編輯
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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)。
目錄
1
分類
2
原理
3
應(yīng)用
1
分類
編輯
超聲波測距傳感器
激光測距傳感器
紅外線測距傳感器
24GHZ
雷達(dá)傳感器
2
原理
編輯
超聲波測距傳感器原理：
超聲波對液體、
固體的穿透本領(lǐng)很大，
尤其是在陽光不透明的固體中，
它可穿透幾十米的深
度。超聲波碰到雜質(zhì)
24GHZ
雷達(dá)傳感器
RFbeam
或分界面會產(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
測廣泛應(yīng)用在工業(yè)、
國防、
生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測手段，
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，
因此它能檢測極其微弱的光信號。
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，
即可測定目標(biāo)距離。
激光傳感器必須極其精
確地測定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁?/p>
紅外線測距傳感器工作原理：
紅外測距傳感器利用紅外信號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。
紅外測距傳感器具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，
發(fā)射管發(fā)射特定頻率的
紅外信號，
接收管接收這種頻率的紅外信號，
當(dāng)紅外的檢測方向遇到障礙物時(shí)，
紅外信號反
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來識別周圍環(huán)境的變化
24GHZ
雷達(dá)測距傳感器原理：
FSK
測運(yùn)動(dòng)物體
[1]
FMCW
測靜止和運(yùn)動(dòng)物體
[1]
距離傳感器的種類：距離傳感器是什么？淺述距離傳感器的原理、分類和應(yīng)用
距離傳感器又叫位移傳感器，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。
距離傳感器原理
利用各種元件檢測對象物的物理變化量，通過將該變化量換算為距離，來測量從傳感器到對象物的距離位移的機(jī)器。根據(jù)使用元件不同，分為光學(xué)式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。手機(jī)使用的距離傳感器是利用測時(shí)間來實(shí)現(xiàn)距離測量的一種傳感器.
紅外脈沖傳感器通過發(fā)射特別短的光脈沖，并測量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時(shí)間，通過測時(shí)間來計(jì)算與物體之間的距離。
距離傳感器的分類
1、光學(xué)式位移傳感器(智能傳感器ZX-L-N系列等)
光源發(fā)出的光通過透鏡進(jìn)行聚光，并照射到物體上。物體發(fā)出的反射光通過受光透鏡集中到一維的位置檢測元件(PSD)*上。如果物體的位置(距離測定器的距離)發(fā)生變化，PSD上成像位置將不同;如果PSD的兩個(gè)輸出平衡發(fā)生變化，PSD上的成像位置將不同，PSD的兩個(gè)輸出平衡會再次發(fā)生變化。
如果將這兩個(gè)輸出作為A、B，計(jì)算A/(A+B)，并加上適當(dāng)?shù)睦€系數(shù)‘k’和殘留誤差‘C’，可求得公式為: 位移量=A/(A+B)+K+C。測得的值不是照度(亮度)，而是A、B兩個(gè)輸出的位移量，因此即使與測定對象物之間的距離發(fā)生變化，受光光量發(fā)生變化也不會受影響，可以得到與距離的差、位置的偏移成比例的線性輸出。
2、線性接近傳感器(智能傳感器ZX-E系列等)
線圈中如通過交流電，則會產(chǎn)生磁通，如通過金屬對象物，則會在對象物中產(chǎn)生一種渦電流，發(fā)出磁通，防止這種變化。 其結(jié)果將使線圈的感應(yīng)發(fā)生變化。
這種感應(yīng)的變化量是線圈與對象物之間距離的函數(shù)，作為結(jié)果，能測量對象物的距離位移。
3、超聲波位移傳感器
由送波器向?qū)ο笪锇l(fā)送超聲波，通過受波器來接收其反射波。通過計(jì)算超聲波從發(fā)送到接收為止所需的時(shí)間與音速之間的關(guān)系，來計(jì)算距離的方式。
距離傳感器的應(yīng)用
1、手機(jī)距離傳感器 這里以N97mini為例子說下作用：N97mini是觸屏，所以在你接電話的時(shí)候距離傳感器會起作用，當(dāng)你臉靠近屏幕，屏幕燈會熄滅，并自動(dòng)鎖屏，可以防止你的臉誤操作，當(dāng)你臉離開，屏幕燈會自動(dòng)開啟，并且自動(dòng)解鎖。
遠(yuǎn)距離測量傳感器
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，也有部分用于礦井深度、物料高度的測量;野外主要應(yīng)用于檢測山體情況和峽谷深度等;飛機(jī)高度測量主要是檢測飛機(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。
以上就是關(guān)于距離傳感器的原理、分類和應(yīng)用的介紹，看了之后相信大家都對距離傳感器有了個(gè)大致的理解。其實(shí)距離傳感器在我們的生活工作中應(yīng)用廣泛，其中最直接廣泛的就是手機(jī)距離傳感器的應(yīng)用，未來，距離傳感器將向著更加精準(zhǔn)的層次發(fā)展。
智能手機(jī)里的P-sensor，即距離傳感器。簡單的說它可以感應(yīng)手機(jī)和物體的距離，從而實(shí)現(xiàn)對手機(jī)屏幕的亮滅控制。
在用戶打電話時(shí),距離傳感器采集手機(jī)與用戶耳部的距離，如果手機(jī)與其耳部的距離超過臨界值，那么就關(guān)掉屏幕，不再接收用戶觸摸屏幕事件，防止意外掛掉電話等誤操作。有很多人通話過程中臉部會觸碰到掛斷鍵，從而導(dǎo)致通話中斷有沒有？^_^
人的肉眼是看不到紅外光的，大家可以拿出手機(jī)打一個(gè)電話如，使距離傳感器處于工作狀態(tài)，然后用另外一部手機(jī)的攝像頭對準(zhǔn)這個(gè)距離傳感器觀看，就可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)p-sensor器件在不斷的閃爍亮光（如果亮屏不明顯可以按電源鍵使屏幕關(guān)閉再用另外一部手機(jī)的camera觀看），那就是距離傳感器的紅外二極管IRLED正在向外以脈沖的形式發(fā)射紅外光工作。
手機(jī)亮滅屏原理
打電話時(shí)，當(dāng)手機(jī)與人體耳部距離小于某個(gè)滅屏門限值時(shí)，將觸發(fā)一個(gè)中斷，軟件根據(jù)邏輯從而實(shí)現(xiàn)關(guān)掉屏幕，防止誤觸。
打電話時(shí)，當(dāng)手機(jī)與人體耳部距離大于某個(gè)亮屏門限值時(shí)，將觸發(fā)一個(gè)中斷，軟件根據(jù)邏輯從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮屏幕。
2工作原理
我們以TAOS公司的一款芯片TMD2772來說明p-sensor的工作原理。
tmd2772傳感器主要由紅外發(fā)射、光線接收、模數(shù)轉(zhuǎn)化、I2C接口等幾部分組成。
傳感器模塊工作原理
芯片工作基本原理如上圖所示：紅外二極管IRLED向外以脈沖的形式發(fā)射紅外光，當(dāng)遇有障礙物擋住了紅外光，紅外光就會被反射回來，被反射回來的紅外光會被CH0和CH1兩個(gè)光電二極管接收，接收到信號后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換，得到光的強(qiáng)度值，這個(gè)結(jié)果被保存在數(shù)據(jù)寄存器，它從側(cè)面放映了物體距離p-sensor的遠(yuǎn)近，根據(jù)障礙物和手機(jī)的距離不同，反射回來的紅外光的能量也不同，所以物體近，得到的數(shù)據(jù)就大，物體遠(yuǎn)，得到的數(shù)據(jù)就小。當(dāng)然，在這個(gè)過程中會接收到環(huán)境背景光的影響，tmd2772針對這種情況，采用了濾波等方式減小了背景光的影響。
二個(gè)光電二極管采集光照的強(qiáng)度，然后通過轉(zhuǎn)換，得到結(jié)果保存到寄存器中，傳感器對紅外線很敏感，但是人眼看不見紅外光，當(dāng)周圍的光照中紅外的比例比較大的話，那么就可能造成錯(cuò)誤的判斷。所以就使用二個(gè)光電二極管ch0和ch1，其中ch0對可見光和紅外線都很敏感，ch1對紅外線敏感。然后通過對二者進(jìn)行一個(gè)差值計(jì)算，最后得出一個(gè)最接近人眼的對光照有感覺的一個(gè)值。
IRLED會發(fā)射多個(gè)紅外波，周期為16us，發(fā)射的紅外波的個(gè)數(shù)由0x0E寄存器控制，可發(fā)射的個(gè)數(shù)為1~255。而發(fā)射的紅外波的強(qiáng)度由驅(qū)動(dòng)電流控制，驅(qū)動(dòng)電流的強(qiáng)度也可以通過針對相應(yīng)寄存器的編程來設(shè)置。
Tmd2772的0x18和0x19寄存器是sensor的上下閥值寄存器，當(dāng)AD采樣的數(shù)據(jù)超過上限閥值或者低于下限閥值時(shí)，芯片會產(chǎn)生中斷。通知我們有物體靠近或者遠(yuǎn)離。下圖是tmd2772的一個(gè)工作周期的狀態(tài)變化：
芯片一開始是處于睡眠狀態(tài)的，當(dāng)收到一個(gè)I2C的起始信號后，其立即到idle模式，然后根據(jù)使能信號的不同，則可能進(jìn)入prox、wait、als中的一種狀態(tài)，然后在具體的狀態(tài)中，又經(jīng)過初始化、adc等步驟，每個(gè)步驟需要多少時(shí)間可以通過寄存器設(shè)置。
距離傳感器的種類：距離傳感器有哪些類型？
1.首普傳感器按照其用途，傳感器可分類為： 壓力敏和力敏傳感器 ?位置傳感器 液面?zhèn)鞲衅??能耗傳感器 速度傳感器 加速度傳感器 ? 射線輻射傳感器 熱敏傳感器 24GHz雷達(dá)傳感器 2.按照其原理，傳感器可分類為： 振動(dòng)傳感器? 濕敏傳感器 磁敏傳感器? 氣敏傳感器 真空度傳感器? 生物傳感器等。? 以其輸出信號為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為： 模擬傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號。? 數(shù)字傳感器——將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。? 膺數(shù)字傳感器——將被測量的信號量轉(zhuǎn)換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。? 開關(guān)傳感器——當(dāng)一個(gè)被測量的信號達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號。
按大類來分可以分成兩大：
一是接觸式的，如電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、cmos類的位移傳感器，旋轉(zhuǎn)編碼器、磁性尺、光柵尺也可以歸于這一類
二是非接觸式的，如激光位移傳感器，超聲波（聲納）距離感應(yīng)器，紅外距離傳感器等。
如果按原理來分那就另外一種分法，非常多，這里就不好說了！
距離傳感器的種類：距離傳感器的分類和工作原理
電渦流測距傳感器
當(dāng)金屬板置于變化著的磁場或者在磁場中運(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，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)，通過測量電路轉(zhuǎn)化為電壓輸出。由電壓大小的變化來測量距離。
超聲波測距傳感器
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手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。超聲波測距傳感器是采用渡越時(shí)間法進(jìn)行距離測量，當(dāng)進(jìn)行測量時(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)過被測物體表面時(shí)將發(fā)生反射，反射波由超聲波檢測器接收，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。
激光測距傳感器
激光測距傳感器主要是利用飛行時(shí)間方法來測量距離。激光傳感器工作時(shí)，先由激光二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)被測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，因此它能檢測極其微弱的光信號，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，即可測定被測物體的距離。
紅外測距傳感器
紅外測距傳感器利用紅外信號遇到障礙物時(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。紅外測距傳感器具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信號，當(dāng)紅外的檢測方向遇到障礙物時(shí)，紅外信號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)度的變化來檢測距離。
微波測距傳感器
微波測距的原理與超聲波測距、激光測距的原理相同，都是利用飛行時(shí)間方法來測量距離。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)算出所測的距離。
因其反射測量反應(yīng)速度極快，其微波能量能很好地穿過非電介材質(zhì)，測量精度不受霧、泡沫、粉塵、蒸汽及容器形狀影響，因其探測近距離時(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、高速度測控等方面。
