發布日期：2022-10-09 點擊率：153
原標題：測距傳感器有哪些 影響測量精度的因素有哪些
引言：測距傳感器是從傳感器的角度捕捉世界的三維 (3-D) 結構的設備，通常測量到較最近表面的深度。這些測量傳感器可以在單個點、掃描平面上，或在每個點都有深度測量的完整圖像。文章將主要介紹測距傳感器有哪些，此外，瀏覽文章還能了解到影響測距傳感器測量精度的因素有哪些。
工業機器人可以利用測距傳感器合理地確定現實世界相對于傳感器的位置，從而使機器人能夠更可靠地找到可導航的路線、避開障礙物、抓取物體、對工業部件采取行動等。
有不同的方法可用于檢測物體的距離。它們中的每一個都由不同范圍的基本硬件分隔。因此，測距傳感器有許多不同的類型；超聲波、紅外接近度、激光距離等，
測距傳感器有哪些
紅外測距傳感器：紅外傳感器帶有兩個鏡頭：發出光束的 IR LED 發射器透鏡。定位靈敏光電檢測器。紅外測距傳感器的工作原理是通過三角測量原理工作；根據反射光束的角度測量距離。下圖展示了紅外測距傳感器如何通過三角測量：
測距傳感器有哪些
超聲波測距傳感器通過空氣測量到目標物體或材料的距離或存在，而無需接觸它。測量的距離作為與顯示器、機械、PLC、計算機和大多數電子或電機兼容的各種標準電氣接口的輸出提供。超聲波測距傳感器可以說是最常見的距離測量傳感器，也稱為聲納測距傳感器。它通過發射高頻聲波來檢測到物體的距離。其工作原理是向目標物體發射高頻聲波，啟動定時器目標物體將聲波反射回測距傳感器，接收器接收反射波并停止定時器，波返回所需的時間根據聲速計算以確定行進的距離。
激光測距傳感器（LIDAR）：其被認為是一種利用激光雷達測距離的傳感器。它通過來自激光的光波而不是無線電波或聲波來測量目標的范圍。激光測距傳感器的工作原理是由機械設備上的一個發射器發射到目標物體上，激光脈沖被目標物體反射，然后利用在空氣中不變的光速和發送和接收信號之間的時間關系來計算距離。
影響測距傳感器測量精度的因素有哪些
對于測距傳感器，測量精度通常是指模擬輸出端測量值的絕對精度。基于回波的運輸時間，測距傳感器測量精度的的超聲波測距傳感器取決于幾個物理參數。這些參數與空氣以及內部公差有關。
空氣溫度是影響超聲波測距傳感器測量精度的主要因素在測量反射超聲波脈沖的傳播時間后，測距傳感器使用聲速計算到物體的距離。然而，隨著氣溫的變化，聲速每開氏度變化 0.17%。幾乎所有超聲波測距傳感器都有一個溫度探頭來補償這種影響。該探頭測量環境溫度，測距傳感器校正測量值的溫度相關失真。
檢測物體的距離取決于其大小、形狀和方向。一般來說，目標必須更大才能在更遠的距離被檢測到——物體必須將足夠強的超聲波回波反射回測距傳感器才能被檢測到。在最大范圍內檢測大型平坦目標，例如罐中的液面。彎曲的物體或吸音材料（如織物或無紡布）直接反射回測距傳感器的能量較少。由于表面變化或休止角，粒狀材料可能會吸收聲音或將聲能從測距傳感器偏轉離開。對于這些目標，測距傳感器的最大范圍應降低。
測距傳感器有哪些
其他因素會影響超聲波測距傳感器與目標的接近程度，同時仍能正確測量距離。當距離太近時，測距傳感器將無法檢測到第一個回波，但可能會檢測到第二個或第三個回波，從而產生比實際值更長的回波。此死區距離因型號而異。
文章主要介紹了測距傳感器有哪些以及影響測速傳感器測量精度因素有哪些，測距傳感器可用于檢測物體的距離，有不同的方法可用于檢測物體的距離。它們中的每一個都由不同范圍的基本硬件分隔。因此，測距傳感器有許多不同的類型；超聲波、紅外接近度、激光距離等，
工業機器人桁架機械手數控機床連線【EKTHINK】
傳感器性能要求根據應用的不同而分類
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激光測距傳感器
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激光測距傳感器：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。
中文名
激光測距傳感器
外文名
Laser Distance Sensor
量 程
0.02-300m
精 度
±1.5-5mm
工作原理
相位式
數據接口
RS232/RS485/電流環
激光等級
class 2
工作電壓
12-15V
目錄
1
工作原理
2
傳輸方式
3
產品特點
4
主要應用
5
分類
6
測量原理
7
技術參數
8
發展
9
解決問題
10
廣泛用途
11
區別
12
應用實例
?
傳送帶箱子寬度
?
保護成型沖模
?
二軸起重機定位
激光測距傳感器工作原理
編輯
語音
激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間，因為光速太快。如，光速約為3X10^8m/s，要想使分辨率達到1mm，則測距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時間：0.001m/(3X10^8m/s)=3ps要分辨出3ps的時間，這是對電子技術提出的過高要求，實現起來造價太高。但是如今的激光傳感器巧妙地避開了這一障礙，利用一種簡單的統計學原理，即平均法則實現了1mm的分辨率，并且能保證響應速度。遠距離激光測距儀在工作時向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離；LED白光測速儀成像在儀表內部集成電路芯片CCD上，CCD芯片性能穩定，工作壽命長，且基本不受工作環境和溫度的影響。因此，LED白光測速儀測量精度有保證，性能穩定可靠。
[1]
激光測距傳感器傳輸方式
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語音
ZYT-0100數據傳輸方式采用RS232/RS422.該型傳感器可實現區域檢測控制，輸出開關量或電平信號。
[1]
激光測距傳感器產品特點
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語音
測量范圍廣，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；
[1]
激光測距傳感器主要應用
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語音
運動物體位置監控；鐵路接觸網測量、建筑物限界測量；不宜接近的物體測量；工業自動化和生產智能管理；汽車車速、流量統計；工業監控信號觸發控制；塔吊行吊XY定位；靶距自動控制；船舶安全停靠位置監控；集裝箱定位；汽車安全車距測量；高架電纜測量、限高測量；測量傳送帶上箱子的寬度；
[1]
激光測距傳感器分類
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語音
按照測量頻率可分為：ZYT-0100-1 10Hz RS232/RS422ZYT-0100-2 50Hz RS232/RS422ZYT-405 50Hz 該型屬于區域測距檢測控制傳感器；輸出開關量或電平信號
[1]
激光測距傳感器測量原理
編輯
語音
基本原理是光學三角法：半導體激光器①被鏡片②聚焦到被測物體⑥。反射光被
[2]
鏡片③收集，投射到CMOS陣列④上；信號處理器⑤通過三角函數計算陣列④上的光點位置得到距物體的距離。這種原理的測距儀一般是用來測量2000mm以下短程距離（行業稱之為位移），精度更高，最高可達1um，常用在鐵軌、產品厚度、平整度、尺寸等方面。比如激光位移傳感器ZLDS100，在上述方面的應用就非常多。
ZYT-0100激光測距傳感器
激光測距傳感器技術參數
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測量精度：±2mm分辨率：0.1mm重復性：0.5mm測量距離：0.1~30m任何物體表面30~150m需要加反射器供電電壓：10~24V功率消耗：1W激光等級：650nm紅色可見2級安全激光≤1mW開關量：報警輸出模擬量：4~20mA防護等級：IP65使用壽命：≥h重量：2.0KG
[1]
激光測距傳感器發展
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語音
激光在檢測領域中的應用十分廣泛，技術含量十分豐富，對社會生產和生活的影響也十分明顯。激光測距是激光最早的應用之一。這是由于激光具有方向性強、亮度高、單色性好等許多優點。1965年前蘇聯利用激光測地球和月球之間距離（km）誤差只有250m。1969年美國人登月后置反射鏡于月面，也用激光測量地月之距，誤差只有15cm。利用激光傳輸時間來測量距離的基本原理是通過測量激光往返目標所需時間來確定目標距離。激光測距雖然原理簡單、結構簡單，但以前主要用于軍事和科學研究方面，在工業自動化方面卻很少見。因為激光測距傳感器售價太高，一般在幾千美元。實際上，所有工業用戶都在尋找一種能在較遠距離實現精密距離檢測的傳感器。因為許多情況下近距離安裝傳感器會受物理位置及生產環境的限制，如今的激光測距傳感器將為這類場合的工程師排憂解難。
[1]
激光測距傳感器解決問題
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語音
激光距離傳感器可用于其它技術無法應用的場合。例如，當目標很近時，計算來自目標反射光的普通光電傳感器也能完成大量的精密位置檢測任務。但是，當目標距離較遠內或目標顏色變化時，普通光電傳感器就難以應付了。
超聲波傳感器
雖然先進的背景噪聲抑制傳感器和三角測量傳感器在目標顏色變化的情況下能較好地工作，但是，在目標角度不固定或目標太亮時，其性能的可預測性變差。此外，三角測量傳感器一般量程只限于0.5m以內。超聲波傳感器雖然也經常用于檢測距離較遠的物體，而且由于它不是光學裝置，所以不受顏色變化的影響。但是，超聲波傳感器是依據聲速測量距離的，因此存在一些固有的缺點，不能用于以下場合。①待測目標與傳感器的換能器不相垂直的場合。因為超聲波檢測的目標必須處于與傳感器垂直方位偏角不大于10°角以內。②需要光束直徑很小的場合。因為一般超聲波束在離開傳感器2m遠時直徑為0.76cm。③需要可見光斑進行位置校準的場合。④多風的場合。⑤真空場合。⑥溫度梯度較大的場合。因為這種情況下會造成聲速的變化。⑦需要快速響應的場合。而激光距離傳感器能解決上述所有場合的檢測。
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激光測距傳感器廣泛用途
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語音
自動檢測和控制的方法中，除了超聲波傳感器和普通光電傳感器外，又增加了一個能解決長距離測量和檢驗的新方法—激光距離傳感器。它為各種不同場合提供了應用的靈活性，這些場合可包括如下：①設備定位。②測量料包的料位。③測量傳送帶上的物體距離和物體高度。④測量原木直徑。⑤保護高架起重機免于碰撞。⑥無誤差檢查場合。
激光測距傳感器區別
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語音
激光測距傳感器
激光距離傳感器為工控產品，完全采用工業標準設計、生產和檢測，可在線24小時連續實施測量，并且可以多臺組網測試。激光測距儀完全是民用標準，不能實施工業測量。
激光測距傳感器應用實例
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語音
激光測距傳感器傳送帶箱子寬度
使用兩個激光傳感器，在傳送帶的兩側面對面安裝。因為尺寸變化的箱子落到傳送帶上的位置是不固定的，這樣，每個傳感器都測量出自己與箱子的距離，設一個距離為L1，另一個為L2。此信息送給PLC，PLC將兩個傳感器間總的距離減去L1和L2，從而可計算出箱子的寬度W。
激光測距傳感器保護成型沖模
機械手把一根預成型的管材放進液壓成型機的下部沖模中，必須保證每次放的位置準確。在上部沖模落下之前，一個發散型傳感器測量出距離管子臨界段的距離，這樣可保證沖模閉合前處于正確位置。
激光測距傳感器二軸起重機定位
用兩個反射型傳感器面對反射器安裝，反射器安裝在橋式起重機的兩個移動單元上。一個單元前后運動，另一個左右運動。當起重機驅動板架輥時，兩個傳感器監測各自到反射器的距離，通過PLC能連續跟蹤起重機的精確位置。有了這種新式廉價激光測距傳感器，反射性或多顏色的目標長距離位置檢測即使在檢測角度變化的情況下也沒問題了。
[2]
激光測距傳感器
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2021-05-130
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上海協堡電子有限公司
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激光測距傳感器的數據輸出形式：1、數字輸出型主要有三種形式：RS232、RS485、無線傳輸。根據實際傳輸的通訊距離和地形復雜程度選擇具體的數字輸出類型⑴RS232輸出，一般適用于10米以內的近距離傳輸，抗電磁干擾的能力較弱；⑵RS485輸出，適用于遠距離傳輸，一般不大于1...
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2021-02-250
參考資料
1.
國產激光測距傳感器
．儀器儀表[引用日期2012-08-27]
2.
激光測距傳感器應用于測量傳送帶上箱子的寬度
．中國移動物聯網[引用日期2013-01-05]
用激光線性CCD測距，成本不在激光發射器和CCD上，而是鏡頭，鬼子鏡頭幾乎都是萬元級的，用過鬼子的傳感器，也自己做過幾款紅外的傳感器，但測距的幾乎沒有做過，光學測距只能兩種方案，第一是三角測距罰，也就是用線性CCD檢測反射到CCD的位置，精度可以到uM級，第二就是光線時間測距，不過只有50厘米且精度1mm這個時間太短了，即使能做到成本也不會太低。而你說的這款傳感器應該需要標準的反光板才可以，或者只是比較遠近，根本不是返回距離值。
瀉藥
題主說的應該是激光測距吧？ 紅外測距是啥。。。。
這兩種傳感器在我們坐自動化立體停車庫和自動化立體倉庫中均有應用，所以獻丑簡單介紹一下吧
1. 激光測距
以P+F的東西為例，激光測距儀一般長這樣
激光測距測量距離遠（幾十米~幾百米都可），精度高，受干擾比較小，可以用于精確定位。比如下面是某型號的性能參數。（網上隨便找了一個，選型手冊不在手邊，有興趣可補充）
可應用于最高移動速度15 m/s設備的距離檢測，測量速率最高可達1000 data/s。測量分辨率為0.1 mm, 重復精度縮小到0.5 mm。此外抗外界光干擾能力提高到 Lux，溫度偏移僅為0.03 mm/K，進一步確保了現場應用的穩定性。有50m, 150m, 300m三個版本。
關于使用，激光測距一般以對射或者反射方式使用。在俺們車庫或者倉庫上一般用作堆垛機走行和提升的認址定位，如下圖（從P+F的user manual截的）
2. 超聲波測距
看題主的標簽都是單片機類的，可能題主接觸到的超聲波傳感器一般長這樣吧
一般工業級的超聲波傳感器都是封裝好的，下圖是俺們用過的P+F的超聲波傳感器探頭：
超聲波傳感器一般作用距離較短，普通的有效探測距離都在5-10m之間。但是會有一個最小探測盲區，一般在幾十毫米。因為聲波的特性，所以超聲波傳感器受環境影響比較小，使用場合比較廣泛。
在俺們車庫和倉庫上，超聲波傳感器一般被用來探測車位是否有車，貨位是否有貨。只輸出布爾量，所以對精度什么的要求相對較低。
——————————————
在寢室手邊資料不足，先答這么多吧。在實驗室寫論文閑了再補充。（圖片基本來自p+f手冊）
不好意思題主，回來晚了。
題主題目好像改了，不過也無所謂。
先大膽猜測一下，題主所說的紅外測距應該是sharp的紅外測距傳感器。以及淘寶上由幾塊錢到幾百塊不等的超聲波傳感器。
下面開始講講這兩種傳感器各自的情況吧。
上面紅外傳感器為sharp制作，是傳感器行業比較牛B的公司，質量比較可靠一致性好，超聲波傳感器一般為國內公司自主設計，產品質量參差不齊，這也是為什么價格也差距甚大。
紅外傳感器是什么原理呢？看下圖，
工作原理：
Sharp的紅外傳感器都是基于一個原理，三角測量原理。紅外發射器按照一定的角度發射紅外光束，當遇到物體以后，光束 會反射回來，如圖1所示。反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以后，會獲得一個偏移值L，利用三角關系，在知道了發射角度a，偏移距L，中心矩X，以 及濾鏡的焦距f以后，傳感器到物體的距離D就可以通過幾何關系計算出來了。
可以看到，當D的距離足夠近的時候，L值會相當大，超過CCD的探測范圍，這時，雖然物體很近，但是傳感器反而看不到
了。當物體距離D很大時，L值就會很小。這時CCD檢測器能否分辨得出這個很小的L值成為關鍵，也就是說CCD的分辨率決定能不能獲得足夠精確的L值。要 檢測越是遠的物體，CCD的分辨率要求就越高。
由紅外傳感器工作原理可以得出一個缺點：檢測的最小距離太大。
其實不光有最小限制，還具有非線性：
其數據手冊中可以看到下圖：
由圖可以看出其非線性的特點以及低于最短距離（10CM）后呈現的電壓不規則變化，這些在實際檢測的時候都需要通過軟件進行修正。
由于是通過光線檢測距離其還具有一個可以預見的缺點，對于近似黑體的物體無法檢測距離。
當然其優點也很明顯：
由于是大廠制作，一致性比較好。且由于是光檢測距離，其反應速度比超聲波傳感器要快。
再來說說超聲波傳感器。
超生波傳感器檢測距離原理是發出超聲波再檢測到發出的超聲波，同時根據聲速計算出物體的距離。
根據其原理可以知道其缺點有下2個：聲音的速度受溫度和風向的干擾，有可能被吸音面給吸收。
其優勢按照現在某寶上銷售的也可以看見：可以選擇的輸出方式多變，幾乎什么協議都有，串口，I2C，PWM，軟件設定閾值什么的。測量距離普遍比紅外的遠，最近測量距離較小。
但是這種傳感器的實際效果和制作公司有較大的關系。
綜上題主可以在實際情況中選擇自己需要的傳感器。
剛好本科的時候做過，就獻丑說說。
光波測距優點是精讀高，速度快。當然是建立在成本昂貴的基礎上。
超聲波測距方案簡單，對硬件要求不高，隨之而來的當然是精讀不夠高。
紅外測距速度快，但是太陽光一來你就測不準了，我們曾經做過一個避障小車，室內效果很好，拿到室外直接就不跑了，反而是有障礙物的時候才跑。
原理居然是這樣！因為紅外測距的原理是，一個紅外LED發光，然后另外一個紅外接收管測紅外光的強度！太陽光一來光線強度直接就最大了，然后有障礙物之后光強才會變低。在室內光線強度和距離成正比，在室外有點成反比，所以程序就跑不對了。
另外紅外還有一個缺點，就是不同的面返回的光線強度不一樣，黑色返回的數據要比白色底許多，所以光線強度和距離不一定完全成正比，材料一換，對應的關系也就換了。
超聲波測距也有許多缺點。
最大的一個缺點就是慢，如果你要測3米的距離，先不考慮聲波能不能傳回來，首先3*2/340就超過10ms了，距離再遠一點就沒法測了，聲音傳不回來。
其次還有一個缺點就是必須是平面，請自行腦補45度面接收到聲音之后打到一邊的場景。
最后再來一個缺點，不能同時檢測，因為聲音是可以互相干擾的，只能輪詢，一個接一個去檢測。
紅外測距儀的分類有激光紅外，紅外和超聲波三種，紅外測距儀和超聲波測距儀由于測量距離有限，測量精度很低目前基本已經被淘汰了。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。超聲波測距儀由超聲波發生電路、超聲波接收放大電路、計數和顯示電路組成。
1、精度上，超聲波測距儀的測量精度是厘米級的
2、測量范圍上，超聲波測距儀的測量范圍通常在80米以內，而手持式激光測距儀的測量范圍最高可到200米
3、超聲波測距儀容易報錯，由于超聲波測距儀是聲波發射，具有聲波的扇形發射特性，所以當聲波經過之處障礙物較多時，反射回來的聲波較多，干擾較多，易報錯
4、超聲波測距儀的價格從幾十元到幾百元
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