距离传感器：综合指南
我们有许多距离传感器，例如 IR、激光、超声波、LED 飞行时间 (TOF) 传感器等。因此，为您的项目选择一个可能具有挑战性。
今天的文章着眼于各种距离传感器、它们的应用、优点和缺点。我们开始吧。
什么是距离传感器？
图 1：安装的红外传感器
距离传感器是一种电子设备，可以在没有物理接触的情况下测量两个物体之间的距离。
因此，它提供了快速准确的物体测量、定位和范围。
距离传感器的工作原理是什么？
图 2：超声波传感器的工作原理
无论所涉及的技术如何，所有距离传感器都具有相同的工作原理。
如果您想测量两点之间的距离，距离传感器的工作原理如下：
- 首先，距离传感器发射器向物体发送信号。
- 因此，信号在撞击物体时会被反射/反弹回来。
- 传感器的接收器接收反射信号。
- 然后它会计算从发送和接收呼叫开始的延迟。
- 最后，它使用延迟来计算自身与物体之间的距离。
测得的延迟可以有以下几种形式：
- 返回信号的相位变化
- 返回信号的强度
- 最后是信号传输和接收之间的时间延迟
距离传感器有哪些类型？
超声波距离传感器
图 3：无人机直升机特写
超声波距离传感器依靠高频声纳/声波来测量到物体的距离。
它的工作原理如下：
- 超声波传感器向物体/障碍物发送高频声波。
- 同时，计时器启动，波像回声一样反弹回传感器的接收器。
- 因此，定时器在传感器接收到反射信号后立即停止。
- 最后，它通过对比信号传播时间与声速来计算物体之间的距离。
红外距离传感器
该传感器模块使用三角测量原理或使用反射角测量两个物体之间的距离。
它的工作原理如下：
- 它通过 LED 发射器发射红外光信号，并在其位置敏感的光电探测器 (PSD) 透镜处接收反射信号。
- 最后，PSD 传感器使用反射角度确定反射物体的距离。
激光距离传感器 (LiDAR)
图 4：自动驾驶电动汽车展示了激光雷达和安全传感器的使用
光探测和测距（LiDAR）是一种激光距离传感器，其工作方式如下：
首先，发射器向物体/障碍物发射激光。物体将信号/脉冲反射到 LiDAR 的接收器。
最后，传感器利用光速与时间的关系计算出两个物体之间的距离。
LED 飞行时间距离传感器
飞行时间 (TOF) 传感器通过确定波从发射器传播并返回所花费的时间来测量距离。
因此，它利用空气中的光速与信号的飞行时间之间的关系来获得距离。
因此，它可以使用来自单个快照的数据生成 3D X、Y 和 Z 图像。
优点：精度高、可识别大型物体、支持3D成像
缺点：昂贵、Z深度分辨率差
应用：机器人和无人机、机器视觉、工业应用、计数
声纳距离传感器
具有与超声波传感器相同的工作原理，但在水下更出色。供您参考，有两种类型的声纳传感器；被动和主动。
- 首先，主动声纳传感器会发出信号，并在接收到反射信号后确定距离。
- 另一方面，无源声纳没有发射器，只能接收来自另一个物体的信号。
应用：回路控制、人员探测和潜艇探测、栈高控制
短程距离传感器
图 5：机器人吸尘器在公寓内吸尘
短程距离传感器测量近距离物体之间的距离。它们是高分辨率传感器，最小范围为 1 毫米至 2,000 毫米或更大。
优点：工作电压消耗低、成本低、精度高
应用：人员检测和精密测距、控制灯光、机器人吸尘器
远程距离传感器
远程传感器使用脉冲飞行时间原理来测量长达 300 米的距离。
优点：覆盖范围更远、用途广泛、采样率高
缺点：昂贵
应用：负载确认和木材定位、起重机监控、测量填充水平、速度和高度
比较距离传感器
适用于长距离感应
LiDAR 和 TOF 传感器适用于远距离传感，而超声波和 IR 传感器则不适用。
阅读频率高
LiDAR 和 TOF 传感器具有较高的读取频率。相比之下，超声波和红外传感器则不然。
费用
与 LiDAR 和 TOF 相比，超声波和红外传感器便宜。此外，LiDAR 是四种距离传感器中最昂贵的。
适用于复杂对象
LiDAR、IR 和 TOF 传感器非常适合用于复杂物体。但是，您只能将超声波传感器用于简单的事情。
对外部条件敏感
LiDAR、IR 和 TOF 传感器对外部条件敏感，而超声波传感器则不敏感。
兼容 3D 成像
LiDAR 和 TOF 传感器兼容 3D 成像，而超声波和 IR 传感器不兼容。
结论
通常，距离传感器在我们的日常生活中有大量应用。如果您计划在您的项目中使用一台，请考虑成本、尺寸、适用性和耐用性。
最后，如果您有任何灰色地带需要澄清，请联系我们。我们会尽快回复您。
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