距离传感器

　　距离传感器是一种利用超声波或激光来测量物体距离的传感器，主要用来测量运动物体的位置随时间变化的规律，使用它可以完成多种运动学和动力学测定。

 

距离传感器的分类

　　距离传感器按照测量原理的不同，分为激光距离传感器和超声波距离传感器。

距离传感器的原理

　　超声波传感器的工作原理跟声纳系统是一样的，内部有一个超声波传感器，既是超声波发射器又是超声波接收器。该传感器先发出一个超声波脉冲，在空气中向着被探测的物体传播，经过被测物体表面的反射之后，回波再被该传感器接收到。当接收到回波信号后，传感器内的处理器将根据时差和声速来计算被探测物体的距离。结果将被转换为 0-5V 的信号，然后被数据采集器转化为合适的距离数据传送给计算机。
　　激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。传输时间激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。

两种距离传感器的比较

　　和激光传感器相比,超声波传感器不仅可以探测到障碍物的存在,而且能够得到障碍物距机器人的距离,更便于机器人做出决策. 虽然光传播速度比声音快,但诸如计算机控制器延时和电机响应速度等将限制系统的执行时间,因此光速快的优势并不明显。
　　但是，超声波传感器是依据声速测量距离的，因此存在一些固有的缺点，不能用于以下场合。
　　①待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合。因为超声波检测的目标必须处于与传感器垂直方位偏角不大于10°角以内。
　　②需要光束直径很小的场合。因为一般超声波束在离开传感器2m远时直径为0.76cm。
　　③需要可见光斑进行位置校准的场合。
　　④多风的场合。
　　⑤真空场合。
　　⑥温度梯度较大的场合。因为这种情况下会造成声速的变化。
　　⑦需要快速响应的场合。