發布日期：2022-10-09 點擊率：84
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。超聲波是一種振動頻
率高于聲波的
機械波，
由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，
它具有頻率高、
波長短、
繞射現象小，
特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。
目錄
1
分類
2
原理
3
應用
1
分類
編輯
超聲波測距傳感器
紅外線測距傳感器
24GHZ
雷達傳感器
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
24GHZ
雷達傳感器
RFbeam
或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，
碰到活動物體能產生多普勒效應。
因此超聲波檢
測廣泛應用在工業、
國防、
生物醫學等方面以超聲波作為檢測手段，
必須產生超聲波和接收
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，
先由激光二極管對準目標發射激光脈沖。
經目標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，
被光學系統接收后成像到雪崩光電二極管上。
雪崩光
電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，
因此它能檢測極其微弱的光信號。
記錄并
處理從光脈沖發出到返回被接收所經歷的時間，
即可測定目標距離。
激光傳感器必須極其精
確地測定傳輸時間，因為光速太快。
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度也不同的原理，
進行障礙物
遠近的檢測。
紅外測距傳感器具有一對紅外信號發射與接收二極管，
發射管發射特定頻率的
紅外信號，
接收管接收這種頻率的紅外信號，
當紅外的檢測方向遇到障礙物時，
紅外信號反
射回來被接收管接收，
經過處理之后，
通過數字傳感器接口返回到機器人主機，
機器人即可
利用紅外的返回信號來識別周圍環境的變化
24GHZ
雷達測距傳感器原理：
FSK
測運動物體
[1]
FMCW
測靜止和運動物體
[1]
距離傳感器又叫位移傳感器，距離傳感器一般都在手機聽筒的兩側或者是在手機聽筒凹槽中，這樣便于它的工作。當用戶在接聽或撥打電話時，將手機靠近頭部，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，拿開時再度點亮背景燈，這樣更方便用戶操作也更為節省電量。
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器。根據使用元件不同，分為光學式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。手機使用的距離傳感器是利用測時間來實現距離測量的一種傳感器.
紅外脈沖傳感器通過發射特別短的光脈沖，并測量此光脈沖從發射到被物體反射回來的時間，通過測時間來計算與物體之間的距離。
距離傳感器的分類
1、光學式位移傳感器(智能傳感器ZX-L-N系列等)
光源發出的光通過透鏡進行聚光，并照射到物體上。物體發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)發生變化，PSD上成像位置將不同;如果PSD的兩個輸出平衡發生變化，PSD上的成像位置將不同，PSD的兩個輸出平衡會再次發生變化。
如果將這兩個輸出作為A、B，計算A/(A+B)，并加上適當的拉線系數‘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兩個輸出的位移量，因此即使與測定對象物之間的距離發生變化，受光光量發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，則會產生磁通，如通過金屬對象物，則會在對象物中產生一種渦電流，發出磁通，防止這種變化。 其結果將使線圈的感應發生變化。
這種感應的變化量是線圈與對象物之間距離的函數，作為結果，能測量對象物的距離位移。
3、超聲波位移傳感器
由送波器向對象物發送超聲波，通過受波器來接收其反射波。通過計算超聲波從發送到接收為止所需的時間與音速之間的關系，來計算距離的方式。
距離傳感器的應用
1、手機距離傳感器 這里以N97mini為例子說下作用：N97mini是觸屏，所以在你接電話的時候距離傳感器會起作用，當你臉靠近屏幕，屏幕燈會熄滅，并自動鎖屏，可以防止你的臉誤操作，當你臉離開，屏幕燈會自動開啟，并且自動解鎖。
遠距離測量傳感器
多用于野外環境(山體情況、峽谷深度等)和飛機高度檢測，也有部分用于礦井深度、物料高度的測量;野外主要應用于檢測山體情況和峽谷深度等;飛機高度測量主要是檢測飛機在起飛和降落時距離地面的高度，實時顯示在控制面板上;測量物料各點高度，用于計算物料的體積。用于飛機高度和物料高度的傳感器有LDM301系列，野外應用的有LDM4x系列。
以上就是關于距離傳感器的原理、分類和應用的介紹，看了之后相信大家都對距離傳感器有了個大致的理解。其實距離傳感器在我們的生活工作中應用廣泛，其中最直接廣泛的就是手機距離傳感器的應用，未來，距離傳感器將向著更加精準的層次發展。
智能手機里的P-sensor，即距離傳感器。簡單的說它可以感應手機和物體的距離，從而實現對手機屏幕的亮滅控制。
在用戶打電話時,距離傳感器采集手機與用戶耳部的距離，如果手機與其耳部的距離超過臨界值，那么就關掉屏幕，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，大家可以拿出手機打一個電話如，使距離傳感器處于工作狀態，然后用另外一部手機的攝像頭對準這個距離傳感器觀看，就可以發現這個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閉再用另外一部手機的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射紅外光工作。
手機亮滅屏原理
打電話時，當手機與人體耳部距離小于某個滅屏門限值時，將觸發一個中斷，軟件根據邏輯從而實現關掉屏幕，防止誤觸。
打電話時，當手機與人體耳部距離大于某個亮屏門限值時，將觸發一個中斷，軟件根據邏輯從而實現點亮屏幕。
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射、光線接收、模數轉化、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射紅外光，當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CH1兩個光電二極管接收，接收到信號后經過AD轉換，得到光的強度值，這個結果被保存在數據寄存器，它從側面放映了物體距離p-sensor的遠近，根據障礙物和手機的距離不同，反射回來的紅外光的能量也不同，所以物體近，得到的數據就大，物體遠，得到的數據就小。當然，在這個過程中會接收到環境背景光的影響，tmd2772針對這種情況，采用了濾波等方式減小了背景光的影響。
二個光電二極管采集光照的強度，然后通過轉換，得到結果保存到寄存器中，傳感器對紅外線很敏感，但是人眼看不見紅外光，當周圍的光照中紅外的比例比較大的話，那么就可能造成錯誤的判斷。所以就使用二個光電二極管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。然后通過對二者進行一個差值計算，最后得出一個最接近人眼的對光照有感覺的一個值。
IRLED會發射多個紅外波，周期為16us，發射的紅外波的個數由0x0E寄存器控制，可發射的個數為1~255。而發射的紅外波的強度由驅動電流控制，驅動電流的強度也可以通過針對相應寄存器的編程來設置。
Tmd2772的0x18和0x19寄存器是sensor的上下閥值寄存器，當AD采樣的數據超過上限閥值或者低于下限閥值時，芯片會產生中斷。通知我們有物體靠近或者遠離。下圖是tmd2772的一個工作周期的狀態變化：
芯片一開始是處于睡眠狀態的，當收到一個I2C的起始信號后，其立即到idle模式，然后根據使能信號的不同，則可能進入prox、wait、als中的一種狀態，然后在具體的狀態中，又經過初始化、adc等步驟，每個步驟需要多少時間可以通過寄存器設置。
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 液面傳感器 ?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雷達傳感器 2.按照其原理，傳感器可分類為： 振動傳感器? 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。? 以其輸出信號為標準可將傳感器分為： 模擬傳感器——將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。? 數字傳感器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。? 膺數字傳感器——將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換)。? 開關傳感器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應地輸出一個設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！
電渦流測距傳感器
當金屬板置于變化著的磁場或者在磁場中運動時，在金屬板上將產生感應電流，這種電流在金屬體內是閉合的，所以稱為渦流。渦流的大小與金屬板的電阻率p、磁導率μ、厚度t以及金屬板與線圈距離δ、激勵電流i、角頻率四等參數有關。高頻（數兆赫茲以上）激勵電流i施加于鄰近金屬板一側的線圈，由線圈產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產生渦流i1，渦流i1又產生反向的磁場，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、磁導率μ以及激勵電流i的幅值與角頻率。等。當金屬板的電阻率、磁導率和激勵電流已知時，線圈的阻抗就只與金屬板的距離有關，通過測量電路轉化為電壓輸出。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 的機械波，為了以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。超聲波測距傳感器是采用渡越時間法進行距離測量，當進行測量時，超聲波發射器發射出超聲波脈沖，同時主控制器控制同步脈沖裝置發射同步脈沖，并由記錄器記錄下來。
當發射的超聲波經過被測物體表面時將發生反射，反射波由超聲波檢測器接收，并由記錄器記錄，計算由發射超聲波到接收反射波的時間差，根據媒介中的速度就可以計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間方法來測量距離。激光傳感器工作時，先由激光二極管對準目標發射激光脈沖，經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，被光學系統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部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，記錄并處理從光脈沖發出到返回被接收所經歷的時間，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、距離不同反射的強度也不同的原理，進行障礙物遠近的檢測。紅外測距傳感器具有一對紅外信號發射與接收二極管，發射管發射特定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信號，當紅外的檢測方向遇到障礙物時，紅外信號反射回來被接收管接收，經過處理之后，根據反射光強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，都是利用飛行時間方法來測量距離。不同點是微波的載體是電磁波。通過微波傳感器發射連續或者脈沖微波，經過被測物反射回來，由接收器接收。通過記錄從電磁波發射到接收反射波的時間差，以及微波在媒介中的傳播速度，就可以計算出所測的距離。
因其反射測量反應速度極快，其微波能量能很好地穿過非電介材質，測量精度不受霧、泡沫、粉塵、蒸汽及容器形狀影響，因其探測近距離時優越的性能而廣泛應用于飛行近地高度表、汽車防撞、工業物位的高精度、高速度測控等方面。
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