實shi際ji上shang
，距ju離li傳chuan感gan器qi的de應ying用yong是shi非fei常chang廣guang泛fan的de，不bu單dan單dan是shi手shou機ji
，大da到dao航hang空kong航hang天tian，小xiao到dao工gong業ye生sheng產chan，乃nai至zhi人ren們men日ri常chang學xue習xi生sheng活huo
，都dou離li不bu開kai距ju離li傳chuan感gan器qi。

　　

接下來
，我們深入了解一下這種和我們日常生活息息相關的傳感器。

　　

 

距離傳感器

　　

距離傳感器泛指一切可以測量距離的傳感器。具體指：

　　

1
、利用飛行時間（flying time）原理測量距離的傳感器；

　　

2、可以針對距離變化產生信號的傳感器。

　　

距離傳感器可通過發射能量波束並被被測物體反射


，計算波束發射到被物體反射回來的時間，來計算與物體之間的距離。

　　

　　

超聲波，激光
，紅外光、雷達等。這種傳感器的測量精度很高


，可以精確測量距離。

　　

而er針zhen對dui距ju離li變bian化hua產chan生sheng信xin號hao的de傳chuan感gan器qi原yuan理li和he形xing式shi非fei常chang繁fan多duo，這zhe類lei傳chuan感gan器qi並bing不bu要yao求qiu對dui距ju離li做zuo出chu定ding量liang檢jian測ce，隻zhi需xu判pan斷duan在zai設she定ding的de距ju離li範fan圍wei內nei是shi否fou有you物wu體ti出chu現xian
，例li如ru文wen章zhang開kai頭tou提ti到dao的de手shou機ji距ju離li傳chuan感gan器qi。

 

 

　

 

手機距離傳感器

　　

能量源發出能量波束
，當這些波遇到物體時會很快的被反射回來 通過這種反射可以計算出障礙物或者目標的位置
，這種測量方法叫做飛行時間法。

 

飛行時間測量法原理

　　

　　

目前距離傳感器根據其發射的能量波束的不同

，通常分為超聲波測距傳感器、激光測距傳感器、紅外線測距傳感器、24GHZ雷達傳感器幾種。

 

 

　

超聲波傳感器

　　

超聲波測距傳感器即用超聲波作為能量源測量距離的傳感器
，其使用比較迅速

、方便、計算簡單、易於做到實時控製，並且在測量精度方麵能達到工業實用的要求
，因此在移動機器人研製上也得到了廣泛的應用。

　　

　　

超聲波是一種振動頻 率高於聲波的機械波
，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。

　　

超聲波對液體、gutidechuantoubenlinghenda，youqishizaiyangguangbutoumingdegutizhong，takechuantoujishimideshendu。chaoshengbopengdaozazhihuofenjiemianhuichanshengxianzhufanshexingchengfanshechenghuibo，pengdaohuodongwutinengchanshengduopulexiaoying。

　　

因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方麵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測距傳感器。

 

超聲波傳感器原理圖

　　

　　

1、超聲波對色彩和光照度不敏感。可用於識別透明漫反射性差的物體(如玻璃、拋光體)。

　　

2、超聲波對外界光線和電磁場不敏感。可用於黑暗
、有灰塵或煙霧、電磁幹擾強
、有毒等惡劣環境中。

　　

3、超聲波傳感器結構簡單
、體積小、費用低、技術難度小、信息處理簡單可靠、易於小型化和集成化。　　

　　

 

　

激光傳感器

　　

激光測距傳感器是以激光器作為光源進行測距。根據激光工作的方式分為連續激光器和脈衝激光器。紅寶石、釹玻璃等固體激光器
，用於脈衝式激光測距；氦氖、氬離子
、氪鎘等氣體激光器工作於連續輸出狀態
，用於相位式激光測距。

　　

激光測距儀由於激光的單色性好、方向性強等特點
，加上電子線路半導體化集成化，與光電測距儀相比，不僅可以日夜作業、而且能提高測距精度
，顯著減少重量和功耗
，使測量到人造地球衛星、月球等遠目標的距離變成現實。

 

　

航天測距

　　

　　

chuanshushijianjiguangchuanganqigongzuoshi，xianyoujiguangerjiguanduizhunmubiaofashejiguangmaichong。jingmubiaofanshehoujiguangxianggefangxiangsanshe。bufensansheguangfanhuidaochuanganqijieshouqi，beiguangxuexitongjieshouhouchengxiangdaoxuebengguangdianerjiguanshang。

　　

雪(xue)崩(beng)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)是(shi)一(yi)種(zhong)內(nei)部(bu)具(ju)有(you)放(fang)大(da)功(gong)能(neng)的(de)光(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)器(qi)，因(yin)此(ci)它(ta)能(neng)檢(jian)測(ce)極(ji)其(qi)微(wei)弱(ruo)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)。記(ji)錄(lu)並(bing)處(chu)理(li)從(cong)光(guang)脈(mai)衝(chong)發(fa)出(chu)到(dao)返(fan)回(hui)被(bei)接(jie)收(shou)所(suo)經(jing)曆(li)的(de)時(shi)間(jian)，即(ji)可(ke)測(ce)定(ding)目(mu)標(biao)距(ju)離(li)。

 

激光傳感器原理圖

　　

如果光以速度c在空氣中傳播在A、B兩點間往返一次所需時間為t，則A
、B兩點間距離D可用下列表示。

　　

D=ct/2

　　

式中：

　　

D——測站點A、B兩點間距離
；

　　

c——速度
；

　　

t——光往返A、B一次所需的時間。

　　

由上式可知，通過測量光傳播的時間t就可以測量A、B距離。

　　

　　

測量範圍廣
，響應速度快
；

　　

遠距離測量無需反光板；

　　

測量精度高量程大
；

　　

905納米安全激光對人眼無傷害；

　　

體積小安裝調試方便；

　　

在線式連續測量達到無人值守連續監測。

 

 

　

紅外線傳感器

　　

紅外測距傳感是用紅外線為介質的測量係統，按探測機理可分成為光子探測器和熱探測器。紅外傳感技術已經在現代科技、國防和工農業等領域獲得了廣泛的應用。

　　

　　

紅外測距傳感器具有一對紅外信號發射與接收二極管
，利用的紅外測距傳感器LDM301發射出一束紅外光
，在照射到物體後形成一個反射的過程
，反射到傳感器後接收信號，然後利用CCD圖像處理接收發射與接收的時間差的數據。

　　

經(jing)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)器(qi)處(chu)理(li)後(hou)計(ji)算(suan)出(chu)物(wu)體(ti)的(de)距(ju)離(li)。這(zhe)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)於(yu)自(zi)然(ran)表(biao)麵(mian)，也(ye)可(ke)用(yong)於(yu)加(jia)反(fan)射(she)板(ban)。紅(hong)外(wai)線(xian)測(ce)距(ju)測(ce)量(liang)距(ju)離(li)遠(yuan)
，具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)頻(pin)率(lv)響(xiang)應(ying)

，適(shi)合(he)於(yu)惡(e)劣(lie)的(de)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)中(zhong)。

　　

　　

1
、遠距離測量，在無反光板和反射率低的情況下能測量較遠的距離；

　　

2、有同步輸入端，可多個傳感器同步測量；

　　

3、測量範圍廣，響應時間短；

　　

4、外形設計緊湊，易於安裝，便於操作
；

 

 

　

微波雷達傳感器

　　

24GHz雷達傳感器是一種可以將微波回波信號轉換為一種電信號的裝換裝置
，是雷達測速儀，水位計，汽車ACC輔助巡航係統，自動門感應器等的核心芯片。

　　

通過發射與接收頻率為24.125GHz左右的微波來感應物體的存在，運動速度
，靜止距離，物體所處角度等，采用平麵微帶天線技術，具有體積小.集成化程度高.感應靈敏等特點。

　　

　　

1、CW多普勒雷達傳感器

　　

將24GHz選xuan為wei發fa射she頻pin率lv，利li用yong發fa送song與yu接jie收shou信xin號hao的de頻pin率lv差cha，通tong過guo公gong式shi計ji算suan出chu物wu體ti運yun動dong的de速su度du。經jing過guo參can考kao信xin號hao與yu回hui波bo信xin號hao的de混hun頻pin，雙shuang通tong道dao傳chuan感gan器qi輸shu出chu兩liang個ge頻pin率lv幅fu度du相xiang同tong，相xiang位wei差cha為wei90°的中頻信號IF1和IF2,根據90°相位引導的信號類型

，可識別物體的運動方向（遠離或靠近）

　　

2、FMCW 雷達傳感器

　　

如ru果guo要yao測ce量liang一yi個ge參can數shu
，如ru靜jing態tai物wu體ti到dao傳chuan感gan器qi的de距ju離li，那na麼me選xuan用yong線xian性xing升sheng坡po或huo降jiang坡po作zuo為wei發fa射she頻pin率lv的de時shi間jian相xiang關guan函han數shu就jiu足zu夠gou了le，並bing定ding期qi重zhong複fu這zhe些xie坡po
，以yi期qi得de到dao可ke能neng的de平ping均jun值zhi。根gen據ju延yan遲chi效xiao應ying的de計ji算suan公gong式shi可ke以yi得de到dao物wu體ti的de距ju離li。

　　

　　

1、測距原理簡單
，製作方便，成本低；

　　

2、對雨、雪、霧等傳透力強，衰減小。

　　

距離傳感器自投放使用以來，越來越多在社會各個應用方麵得以普及
，從防盜安防產品到工業物位料位檢測，對射/反射產量計數，水位檢測，交通流量
，汽車車長測量，高速公路汽車防追尾預警，霧天車輛防撞，人體移動、機場空中飛鳥探測驅趕，智能化控製、醫療，水文流速/水位、生命特怔探測 自動門控製器
，長檢測距離控製，燈光控製開關、糧食水分儀傳感器、混凝土濕度測量傳感器、治安探測器等。

　　

由於距離傳感器的應用範圍非常廣泛，以下僅列舉幾例典型的距離傳感器應用。

　　

可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)各(ge)種(zhong)檢(jian)測(ce)功(gong)能(neng)
，如(ru)入(ru)侵(qin)檢(jian)測(ce)

，通(tong)過(guo)視(shi)頻(pin)分(fen)析(xi)還(hai)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)無(wu)數(shu)的(de)其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)，如(ru)無(wu)人(ren)看(kan)管(guan)的(de)行(xing)李(li)
，違(wei)規(gui)停(ting)車(che)
，機(ji)動(dong)巡(xun)邏(luo)對(dui)象(xiang)
，圍(wei)欄(lan)攀(pan)爬(pa)，交(jiao)行(xing)
，走(zou)錯(cuo)了(le)方(fang)向(xiang)。有(you)些(xie)係(xi)統(tong)允(yun)許(xu)多(duo)個(ge)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)同(tong)時(shi)使(shi)用(yong)單(dan)一(yi)監(jian)視(shi)攝(she)像(xiang)機(ji)的(de)輸(shu)入(ru)。

　　

此(ci)外(wai)，入(ru)侵(qin)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)發(fa)揮(hui)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)

，能(neng)實(shi)現(xian)基(ji)本(ben)的(de)入(ru)侵(qin)檢(jian)測(ce)，視(shi)頻(pin)分(fen)析(xi)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)即(ji)時(shi)反(fan)饋(kui)係(xi)統(tong)狀(zhuang)態(tai)
，並(bing)打(da)開(kai)篡(cuan)改(gai)檢(jian)測(ce)，輕(qing)鬆(song)搞(gao)定(ding)房(fang)屋(wu)丈(zhang)量(liang)與(yu)房(fang)屋(wu)驗(yan)收(shou)。

　　
fangwuzhangliangyizhishifangguanbumenjiguanxinyoufeixindegongzuo，fangwukanzhangmianjitushizhijiezuoweichanquanzhengdefutu
，juyoufalvxiaoli。zhijieguanxidaolaobaixingdejingjiliyi，suoyifangwuzhangliangwuchadekongzhiyouweixiandezhongyao。

 

房屋丈量驗收

　　

利li用yong皮pi尺chi或huo鋼gang卷juan尺chi進jin行xing建jian築zhu麵mian積ji的de丈zhang量liang，雖sui然ran也ye可ke以yi滿man足zu基ji本ben要yao求qiu，然ran而er在zai長chang距ju離li測ce量liang，測ce層ceng高gao，不bu易yi到dao達da地di的de測ce量liang上shang存cun在zai較jiao大da誤wu差cha
，而er且qie存cun在zai勞lao動dong強qiang度du大da工gong作zuo繁fan雜za等deng缺que點dian
，因yin此ci像xiang激ji光guang測ce距ju儀yi等deng儀yi器qi就jiu變bian得de必bi不bu可ke少shao。

　　

激光測距儀使用簡便
，測量數據精確（1.5毫米精度），工作效率提高（可非接觸測量），完全拋棄了一根皮尺（或鋼卷尺）丈量房屋的方法，減少勘丈誤差，保證了麵積量算精度，量算結果使業主更加信服。

　　

　　

統計表明
，70%～90%的交通事故是由於駕駛員操作失誤造成的。在美國、日本等國家，消費者選購汽車的著眼點已把駕駛汽車的安全程度放在第一位。

　　

如果拋開駕駛的熟練程度和駕駛經驗外
，最有效的降低事故的方法就是讓車具有碰撞報警或主動避撞功能。

　　

隨著人們對交通安全的不斷重視，推動了汽車前向碰撞報警係統
、前向主動避撞係統
、自適應巡航控製係統等先進車輛主動安全技術的飛速發展。

 

汽車主動安全係統

　　

上述係統的共同點是通過車用測距雷達測量主車與目標車之間的距離、相(xiang)對(dui)速(su)度(du)以(yi)及(ji)相(xiang)對(dui)方(fang)位(wei)角(jiao)等(deng)信(xin)息(xi)，並(bing)將(jiang)其(qi)傳(chuan)送(song)給(gei)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)單(dan)元(yuan)。車(che)用(yong)測(ce)距(ju)雷(lei)達(da)俗(su)稱(cheng)車(che)用(yong)雷(lei)達(da)，是(shi)實(shi)現(xian)汽(qi)車(che)主(zhu)動(dong)安(an)全(quan)技(ji)術(shu)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi)，是(shi)當(dang)前(qian)智(zhi)能(neng)交(jiao)通(tong)、信號處理以及傳感器工業的研究熱點

 

　　

交通測速

　　

　　

由波士頓動力公司為美軍研製的世界最先進人形機器人“阿特拉斯”日前亮相，這一機器人將來或許能像人一樣在危險環境下進行救援工作。

 

　

 

“阿特拉斯”身高1.9米，體重150千克，由頭部、軀幹和四肢組成，像人類一樣用雙腿直立行走，令人聯想起科幻電影中的“終結者”。它的腦袋包括立體照相機和一個激光測距儀。它的“雙眼”是兩個立體感應器，有兩隻靈巧的手，還能在實時遙控下穿越比較複雜的地形。它動力來至設置在一個場外的電源上。

　　

波士頓動力公司發布在網上的最新視頻展示了“阿特拉斯”的能力。比如，它在傳送帶上大步前進時
，能躲開傳送帶上突然出現的木板；它從高處跳下時能穩穩落地，還能兩腿分開從陷阱兩邊走過，然後跑上樓梯；它能單腿站立，被從側麵襲來的球撞擊後不會摔倒……

　　

 

　　

 

穀歌研發的無人駕駛汽車利用安裝在汽車不同部位的攝像機、測距傳感器、激ji光guang雷lei達da等deng設she備bei以yi及ji精jing確que詳xiang細xi的de導dao航hang地di圖tu，依yi靠kao計ji算suan機ji係xi統tong模mo擬ni人ren工gong智zhi能neng實shi現xian無wu人ren駕jia駛shi。據ju穀gu歌ge介jie紹shao，已yi在zai測ce試shi中zhong的de無wu人ren駕jia駛shi汽qi車che已yi自zi主zhu安an全quan行xing駛shi累lei計ji超chao過guo30萬英裏(約48萬公裏)。

　　

其實不隻是汽車，在手機、家用電器、可穿戴設備上，以及工業自動化領域
，越來越多的距離傳感器成為機器的“耳目”。即將給人們生活方式帶來更大變化的物聯網，其最核心的基礎技術也是各種傳感器。

　　

有科學家預言
，包括距離傳感器在內的各個傳感器，將像“人體的五官”一樣，在未來充滿各個領域和空間。

 

本文來源於傳感器技術。