光距离传感器介绍-20171024

测距传感器主流之激光测距传感器工作原理激光传感器工作时,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.激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快.测距传感器的主流分类之红外线测距传感器工作原理红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理,进行障碍物远近的检测.红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管,发射管发射特定频率的红外信号,接收管接收这种频率的红外信号,当红外的检测方向遇到障碍物时,红外信号反射回来被接收管接收,经过处理之后,通过数字传感器接口返回到机器人主机,机器人即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化.激光测距传感器与超声波测距传感器之性能对比激光测距传感器原理及应用一、激光距离传感器的发展激光在检测领域中的应用十分广泛,技术含量十分丰富,对社会生产和生活的影响也十分明显.激光测距是激光最早的应用之一.这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点.1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离(384401km)误差只有250m.1969年美国人登月后置反射镜于月面,也用激光测量地月之距,误差只有15cm.利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离.即: .激光测距虽然原理简单、结构简单,但以前主要用于军事和科学研究方面,在工业自动化方面却很少见.因为激光测距传感器售价太高,一般在几千美元.实际上,所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器.因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制,如今的激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难.二、工作原理激光传感器工作时,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.激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快.例如,光速约为3108m/s,要想使分辨率达到1mm,则测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间:0.001m(3108m/s)=3ps要分辨出3ps的时间,这是对电子技术提出的过高要求,实现起来造价太高.但是如今廉价的激光传感器巧妙地避开了这一障碍,利用一种简单的统计学原理,即平均法则实现了1mm的分辨率,并且能保证响应速度.三、解决其它技术无法解决的问题激光距离传感器可用于其它技术无法应用的场合.例如,当目标很近时,计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务.但是,当目标距离较远内或目标颜色变化时,普通光电传感器就难以应付了.虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作,但是,在目标角度不固定或目标太亮时,其性能的可预测性变差.此外,三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内.超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体,而且由于它不是光学装置,所以不受颜色变化的影响.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.而激光距离传感器能解决上述所有场合的检测.四、在自动化领域的广泛用途如今,自动检测和控制的方法中,除了超声波传感器和普通光电传感器外,又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法-激光距离传感器.它为各种不同场合提供了应用的灵活性,这些场合可包括如下:①设备定位.②测量料包的料位.③测量传送带上的物体距离和物体高度.④测量原木直径.⑤保护高架起重机免于碰撞.⑥无误差检查场合.五、几个应用实例1、测量传送带上箱子的宽度使用两个激光传感器,在传送带的两侧面对面安装.因为尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不固定的,这样,每个传感器都测量出自己与箱子的距离,设一个距离为L1,另一个为L2.此信息送给PLC,PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2,从而可计算出箱子的宽度W.2、保护液压成型冲模机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中,操作者必须保证每次放的位置准确.在上部冲模落下之前,一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离,这样可保证冲模闭合前处于正确位置.3、二轴起重机定位用两个反射型传感器面对反射器安装,反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上.一个单元前后运动,另一个左右运动.当起重机驱动板架辊时,两个传感器监测各自到反射器的距离,通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置.有了这种新式廉价激光测距传感器,反射性或多颜色的目标长距离位置检测即使在检测角度变化的情况下也没问题了基于DSP的多超声测距传感器数据采集处理系统移动机器人要实现在未知和不确定环境下运行,必须具备自动导航和避障功能.在移动机器人的导航系统中,传感器起着举足轻重的作用.视觉、激光、红外、超声传感器[1]等都在实际系统中得到了广泛的应用.其中,超声波传感器以其信息处理简单、速度快和价格低,被广泛用作移动机器人的测距传感器,以实现避障、定位、环境建模和导航等功能.传统的轮式移动机器人超声数据采集系统大多采用单片机作为微处理器,以此来测量移动机器人到障碍物的距离,并将距离通过串口传输到上位机.采用这种设计,系统制作简单、成本低.但是,对于多超声传感器测距系统,如果仍采用单片机来完成测距任务,由于系统中超声传感器数量较多,为保证系统的实时性,就需要多个单片机才能完成数据采集,这使得采集系统不可避免地存在设计复杂和一些算法难以实现等缺陷.随着微电子工艺的发展,数字信号处理器(DSP)的应用领域已从通信行业拓展到工业控制领域.TI公司推出的TMS320LF2407A是专门针对控制领域应用的DSP,它具有高速信号处理和数字控制功能所必需的体系结构,其指令执行速度高达40MIPS,且大部分的指令都可以在一个25ns的单周期内执行完毕.另外,它还具有非常强大的片内I/0端口和其它外围设备,可以简化外围电路设计,降低系统成本.正是基于这种思想,中国科学院自动化研究所在国家"863"计划的支持下,利用多DSP和嵌入式PCI04自行设计和研制了轮式移动机器人CASIA-I.本文着重介绍其超声数据采集系统,同时对通过CAN总线完成的超声数据与上位机通讯的原理和设计过程进行分析说明,并给出实验结果.1超声测距原理超声测距的原理较简单,一般采用渡越时间法,即:D=ct/2 (1)其中D为移动机器人与被测障碍物之间的距离,c为声波在介质中的传输速率.声波在空气中传输速率为:其中,T为绝对温度,c.=331.4m/s.在不要求测距精度很高的情况下,一般可以认为c为常数.渡越时间法主要是测量超声发射到超声返回的时间间隔t,即"渡越时间",然后根据式(1)计算距离.2系统硬件设计在距地面高度为45cm、相隔为22.5°的同一环上均匀分布着16个Polaroid生产的超声传感器,其编号为1#～16#(逆时针安排),超声传感器波束角为30°,超声传感器的最小作用距离为0.45m.超声数据采集板主要有两大模块:一是16路超声传感器的超声波发射和回波的接收模块,二是与上位机(机器人中央控制器)的CAN总线通讯模块.其硬件结构见图1.TMS320LF2407A向I/0端口发出控制信号,启动内部定时器进行计时.此控制信号经功率放大后作为超声传感驱动电路的启动信号(1NIT),超声传感器产生的、遇到障碍物时返回的高频振荡信号经放大(为弥补传播过程中信号的衰减)使超声传感驱动电路的ECHO端产生高电平脉冲.ECHO电平变化经过门电路后引起TMS320LF2407A外部中断,在中断程序内获取定时器的计数值,根据式(1)计算距离;否则,认为传感器前方探测范围内无障碍物.因为超声传感器之间的安装位置相差22.5°,而超声传感器的波束角为30°,如果超声波同时发射,必然会有干扰.如果采用轮循方式,即一个接一个地发射超声波,虽然可以消除串扰回波的影响,但是16个超声传感器轮循一次周期较长,降低了采集频率.为了在不降低采集频率的同时消除超声的相互干扰,本系统将16个超声传感器分成A(1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#)和B(2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#)两组,因为同一组内的两个超声传感器安装位置相差45°,通过计算可以知道,这种情况下超声传感器同时工作不会产生干扰,因而每一组里的超声传感器同时工作,组与组之间则采用轮循方式工作.这样既可以达到很高的采集频率,同时也满足了系统的实时性要求.每组8个超声传感器的ECHO端分别连接到一门电路,然后通过门电路连接DSP的XINTl和XINT2端.XINTl/2引脚电平发生跳变时会产生外部中断,通过I/0口可以知道是哪个或哪几个传感器引起中断.TMS320LF2407A内部集成了CAN控制器,通过它可以方便地构成CAN控制局域网络.TMS320LF2407A的CANTX和CANRX接口与CAN收发器SN65HVD230相连,通过SN65HVD230连接CAN总线.SN65HVD230是TI公司生产的专门针对240X系列DSP内CAN控制器与物理总线的接口.它的供电电压和TMS320LF2407A一样,仅为3.3V.由于CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,最高传输速率可达到1Mbps.超声采集板的数据能够快速、可靠地传给中央控制器.3软件设计系统软件主要由两部分构成,即超声数据采集与处理模块、CAN总线通讯模块.3.1多路超声传感器数据采集模块超声传感器被分为两组,两组循环交替工作.软件设计上采用两个定时器依次工作,分别对两组传感器进行计时.选择定时器的周期比超声传感器探测最大距离所需的渡越时间稍长.在每个定时器周期开始时,触发一组超声传感器同时开始工作.在定时器周期内,每个回波返回,都会触发一次外部中断(XINTl或XINT2中断),在外部中断处理程序内,将超声波返回时间进行纪录,并将相应的超声传感器关闭.外部中断处理程序非常简短,本系统只用了不到20条指令,并且TMS320LF2407A指令执行速度很快,因而即使因进入外部中断处理程序而延误了对后来回波的处理,但这种延误的时间根据计算不大于0.5μs,由此引入的距离误差根据(1)式计算小于83.5×10-6m.可见误差非常小,可以忽略不计.当定时器中断时,对于距离大于最大超声探测范围的,没有相应的时间记录,给它们加上超出测距范围的标志.其它的时间数据都有记录,根据(1)式计算距离,然后启动下一个定时器工作,并触发下一组超声传感器.本文的超声传感器的最大探测距离为3.5m,因而超声波探测的最长时间为20.58ms.所以每个定时器的周期选为20.6ms.图2只画出了一组超声传感器的处理框图,另一组与此相同,不再赘述.由于受环境温度、湿度的影响,超声传感器的测量值与实际值总有一些误差,表1列出了本超声测距系统测量值与对应的实际值.采用最小二乘法[8]对表1的数据进行拟合,结果为:y=O.9986x+0.2111式中,x为测量值,y为实际值.3.2基于CAN总线的数据通信超声数据采集板发送测距数据以中断的方式完成.TMS320LF2407A有专门的mailbox中断,用于响应发送/接收中断.每个超声传感器的测距值在DSP内用两个字节存储,而CAN总线传输标准要求每个数据帧最多只能传输8个字节的数据.本系统共有16个超声传感器,共有32个字节存储所有测距值.CAN总线传输所有测距值需要4个数据帧才能传送完.本系统的通讯过程为:中央控制器发送远程请求,超声数据采集板进入接收中断,在中断服务程序内,采用查询方式发送4帧数据,每帧数据包含4个超声传感器的测距值.本系统采用的波特率是500kbps.TMS320LF2407A用mailbox0接收中央控制器的远程请求帧,用mailbox2发送测距数据值.图3是超声数据采集板的发送数据中断服务程序框图.其中,TA2是对应mailbox2发送数据帧完成的标志位,RMP0是对应mailbox0接收数据帧的标志位.关于TMS320LF2407A的CAN模块的具体说明,在此不作具体介绍.中央控制器接收子程序由VC++编写.当机器人需要新的测距值时,即调用此子程序.程序框图见图4.接收程序收到一帧数据后,判断数据是否有错,若有错,则向采集板发送命令,要求重发此帧数据;若正确,发送确认命令,要求采集板发送下一组数据,直到所有的超声测距数据都接收完.本文介绍的超声数据采集系统采用TMS320LF2407A为核心处理器,可以达到很高的采集速率和精度.通过CAN总线通讯,可以将测距值以很高的波特率可靠地发送给机器人中央控制器.此系统已经在自行设计的智能移动机器人CASIA-I上得到了实际应用.实验验证了硬件系统的可靠性和算法的有效性.传输时间激光测距传感器一、传输时间激光距离传感器的发展激光在检测领域中的应用十分广泛,技术含量十分丰富,对社会生产和生活的影响也十分明显.激光测距是激光最早的应用之一.这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点.1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离(380′103km)误差只有250m.1969年美国人登月后置反射镜于月面,也用激光测量地月之距,误差只有15cm.利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离.传输时间激光测距虽然原理简单、结构简单,但以前主要用于军事和科学研究方面,在工业自动化方面却很少见.由于激光测距传感器售价太高,一般在几千美元,高昂的价格一直是阻碍其广泛应用的主要原因.然而最近,激光测距传感器由于技术上取得了重大进展,使其价格已降到几百美元,从而使它今后有可能成为许多长距离检测场合最经济有效的检测手段.造成这样大幅度降价的主要原因是最近两种消费产品的急剧增长.其一是蜂窝电话.蜂;移动通信自70年代出现以来,发展异常迅速,用户几乎年年翻番,尤其是近年来发展更为惊人.蜂窝电话的发展促使电信工业提供出性能极佳的低噪声放大器.这种放大器的核心部件就是传输时间计时器.其二是DVD播放机.DVD播放机的发展推动了低成本可见光二极管激光器的发展.这种二极管激光器发出的激光具有更好的聚焦特性,能实现超高密度数字存储.与仅仅几年前为CD机研制的红外激光二极管相比,其聚焦特性要好许多倍.正是这些新器件的出现再加上表面安装电路板技术和清洁廉价的电源等,才使传输时间激光距离传感器的发展跃上新台阶.实际上,所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器.因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制,如今的传输时间激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难.二、工作原理传输时间激光传感器工作时,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.例如,光速约为3108m/s,要想使分辨率达到1mm,则传输时间测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间:0.001m?(3108m/s)=3ps要分辨出3ps的时间,这是对电子技术提出的过高要求,实现起来造价太高.但是如今廉价的传输时间激光传感器巧妙地避开了这一障碍,利用一种简单的统计学原理,即平均法则实现了1mm的分辨率,并且能保证响应速度.三、解决其它技术无法解决的问题传输时间激光距离传感器可用于其它技术无法应用的场合.例如,当目标很近时,计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务.但是,当目标距离较远内或目标颜色变化时,普通光电传感器就难以应付了.虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作,但是,在目标角度不固定或目标太亮时,其性能的可预测性变差.此外,三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内.超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体,而且由于它不是光学装置,所以不受颜色变化的影响.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.而激光距离传感器能解决上述所有场合的检测.四、在自动化领域的广泛用途如今,自动检测和控制的方法中,除了超声波传感器和普通光电传感器外,又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法-传输时间激光距离传感器.它为各种不同场合提供了应用的灵活性,这些场合可包括如下:①设备定位.②测量料包的料位.③测量传送带上的物体距离和物体高度.④测量原木直径.⑤保护高架起重机免于碰撞.⑥无误差检查场合.五、几个应用实例1、测量传送带上箱子的宽度使用两个发散型传输时间激光传感器,在传送带的两侧面对面安装.因为尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不固定的,这样,每个传感器都测量出自己与箱子的距离,设一个距离为L1,另一个为L2.此信息送给PLC,PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2,从而可计算出箱子的宽度W.2、保护液压成型冲模机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中,操作者必须保证每次放的位置准确.在上部冲模落下之前,一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离,这样可保证冲模闭合前处于正确位置.3、二轴起重机定位用两个反射型传感器面对反射器安装,反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上.一个单元前后运动,另一个左右运动.当起重机驱动板架辊时,两个传感器监测各自到反射器的距离,通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置.有了这种新式廉价传输时间激光测距传感器,反射性或多颜色的目标长距离位置检测即使在检测角度变化的情况下也没问题了.。

光学距离传感器原理光学距离传感器是一种能够测量物体与传感器之间距离的设备。

它利用了光的传播速度和反射原理，通过发射光束并测量光束的传播时间来计算距离。

光学距离传感器常用于工业自动化、机器人导航、无人驾驶和智能家居等领域。

光学距离传感器的工作原理基于时间飞行（TOF）技术。

传感器发射一个短脉冲的激光束，并记录激光束从传感器发射到物体反射回传感器的时间。

根据光在真空中的传播速度和测量得到的时间，可以计算出物体与传感器之间的距离。

为了保证测量的准确性和稳定性，光学距离传感器通常使用红外激光作为光源。

红外激光具有较短的波长和较高的能量，能够在各种环境条件下提供稳定的测量结果。

传感器还配备了接收器，用于接收反射回来的光束，并将其转换为电信号进行处理。

光学距离传感器的工作过程可以分为发射和接收两个阶段。

在发射阶段，传感器发射一个短脉冲的红外激光束，该激光束以光速传播到物体表面，并被物体反射回传感器。

在接收阶段，传感器的接收器接收到反射回来的光束，并将其转换为电信号。

通过测量激光束发射和接收的时间差，传感器可以计算出物体与传感器之间的距离。

光学距离传感器的测量精度取决于多个因素，包括激光束的功率、接收器的灵敏度、测量时间的精确性等。

为了提高测量精度，传感器通常会进行多次测量，并取平均值作为最终结果。

此外，传感器还具有自动校准功能，可以根据环境条件的变化进行自适应调整，以保证测量结果的准确性。

光学距离传感器具有许多优点。

首先，它具有非接触式测量的特点，可以在不接触物体的情况下进行距离测量，避免了物体受损或污染的风险。

其次，光学距离传感器的测量范围广泛，可以测量从几厘米到几百米的距离。

此外，光学距离传感器的响应速度快，可以实时监测并测量快速移动的物体。

光学距离传感器在许多领域都有广泛的应用。

在工业自动化中，它可以用于测量物体的位置、检测物体的存在与否，实现自动化生产线的控制和优化。

在机器人导航中，光学距离传感器可以帮助机器人感知周围环境，避免障碍物，并规划最优路径。

德国 Brain Products 公司发布新产品——光传感器（Photo Sensor）光传感器可以测量屏幕的亮度，同时与刺激触发适配器结合使用可在刺激呈现时立即产生触发信号进行标记。

它是检测显示器和所有实验控制软件性能的有效工具。

尤其对于在平板电脑和手机上呈现视觉刺激时由于重要。

光传感器（Photo Sensor）是Brain Products 公司推出的新产品。

它可以很方便的用双面胶粘贴到任何屏幕上，通过连接到放大器的辅助输入端口上，可以提供屏幕的亮度信息。

也就是说：由传感器传输的信号可以表明屏幕何时变亮或变暗。

与刺激触发适配器结合使用，当光量超过阈值（可设置）时会产生一个触发信号，这意味着该设备可以标记视觉刺激开始呈现的精确时间。

通过使用EEG放大器记录传感器信号，可实现对视觉实验设置更全面的检测。

计划要用的显示器是否适合视觉实验？在呈现最黑暗的黑色之后呈现最明亮的白色（或相反）需要多少帧？在相同刺激重复呈现时亮度级别是否是稳定的？Wang 和Nikolic 等在2011年对这些问题进行了检测并发表了文章予以阐述。

利用EEG放大器可以记录由实验控制软件发送的触发信号的优势，标记时间的精确性同样也可以被量化。

同样的规则也被应用在了听觉形式上。

上图为2014年神经系统科学学会年会（SFN，美国华盛顿）上的视觉诱发电位演示。

在一个大屏手机上显示了一个旋转的棋盘格。

光传感器和刺激触发适配器检测到了刺激的开始。

利用Brain Products公司的actiCAP Xpress 干电极和 V-Amp放大器采集EEG信号。

光传感器和刺激触发适配器结合使用为视觉实验创造了一个新可能，例如使用智能手机发送刺激同时获取绝对精确的事件标记（marker）。

实现这种功能是极不寻常的，因为即使使用智能手机来获取可靠的ERPs已经相当困难。

然而，这正是我们在2014年的神经系统科学学会年会上成功实现的事情：在一个相当大的手机屏幕上持续循环呈现旋转棋盘格模式的动画。

MID传感器简介Light Sensor & Proximity Sensor内容Light Sensor1Proximity Sensor2光谱光度学物理量——发光强度（I/Intensity）定义：单色光源（频率540×1012 Hz，波长555nm）的光在给定方向上（该方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度）的单位立体角内发出的光强度。

单位：cd（坎德拉）常见光源发光强度：●太阳，2.8E27 cd●高亮手电，10000 cd●5mm超高亮LED，15 cd光度学物理量——光通量（F/Flux）定义：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。

单位：Lm（流明）常见光源的效率（流明/瓦，Lm/W）●白炽灯，15●白色LED，20●日光灯，50●太阳，94●钠灯，120光度学物理量——照度（E/Illuminance）定义：照射到单位面积上的光通量。

单位：Lx/Lux（勒克斯) ，1(Lx) = 1 Lm/m2。

常见照度（Lx）：●阳光直射（正午）下，110,000●阴天室外，1000●商场内，500●阴天有窗室内，100●普通房间灯光下，100●满月照射下，0.2光度学物理量——亮度（L/Luminance）定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光强度。

单位：nt（尼特) ，1(nt) = 1 cd/m2。

常见发光体的亮度（nt）：●太阳表面，2,000,000,000●白炽灯灯丝，10,000,000●阳光下的白纸，30,000●人眼能习惯的亮度，3,000●人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1●无月夜空，0.0001MID显示屏在不同照度下，人眼对背光亮度感受Light Sensor ——分类与特性Light Sensor ——主要参数●测量范围●频率响应●传感输出线性度●工作电流●Power down时电流●零位输出温度稳定性●传感输出温度稳定性Light Sensor ——供应商Avago Technologies US inc.Everlight Electronics Co LtdIntersilMaxim Integrated ProductsMicrosemi Analog Mixed Signal GroupON SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncPanasonic-SSGPanasonic Electric WorksRohm SemiconductorsSharp MicroelectronicsSilicon Laboratories IncTexas InstrumentsThomas Research ProductsToshibaVishay Semiconductors内容Light Sensor1Proximity Sensor21、磁感应式：线圈磁铁式电涡流式霍耳式2、电容式3、超声波4、光学5、红外红外式近程传感器原理四个距离Sensor与Led间距Sensor与Barrier间距Led与Barrier间距Barrier高度玻璃对Viewing Angle的影响Barrier的作用人体反射时的处理算法一般反射物的处理算法Proximity Sensor ——主要参数●频率响应●IR LED驱动电流●工作电流Proximity Sensor ——供应商Avago Technologies US Inc.Digi InternationalFreescale SemiconductorInfineon TechnologiesIntersilNXP SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncParallax IncSilicn Laboratories Inc。

激光测距传感器的原理及应用激光测距传感器是一种基于激光技术的高精度测量设备，广泛应用于工业、建筑、测绘、汽车和军事等领域。

本文将介绍激光测距传感器的原理、工作方式以及应用场景。

激光测距传感器的原理基于激光束的反射和时间控制。

其内部包括一个发射器和一个接收器，发射器发射一束短脉冲的激光光束，当光束碰撞到目标物体时，部分光线会被物体吸收，一部分则会反射回来，接收器会接收到这些反射的光信号。

根据发射和接收光信号之间的时间差，传感器可以计算出目标物体与传感器的距离。

激光测距传感器的工作方式相对简单直观。

首先，传感器发射一束激光光束，该光束在空气或真空中传播。

然后，光束碰撞到目标物体，并被反射回传感器。

接收器接收到反射的光信号，并将其转换为电信号。

最后，通过计算光信号从发射到接收的时间差，传感器可以确定目标物体与传感器之间的距离。

激光测距传感器具有许多应用场景。

其中，最常见的应用是进行距离测量。

在工业制造中，激光测距传感器可以精确测量物体的长度、宽度和高度，用于质量控制和尺寸检查。

在建筑和测绘领域，激光测距传感器可以用于快速测量建筑物的高度和形状，用于土地勘测和建筑设计。

在汽车领域，激光测距传感器可以用于自动驾驶车辆的障碍物检测和安全辅助系统。

此外，激光测距传感器还可以应用于军事领域的目标探测和识别。

除了距离测量外，激光测距传感器还可以进行速度测量。

通过测量一个物体相对于传感器的位置变化速度，传感器可以计算出物体的运动速度。

这在交通监控和运动分析等领域中具有重要意义。

另一个激光测距传感器的应用是进行三维成像。

激光测距传感器可以扫描周围环境，并测量不同点之间的距离。

通过这些测量数据，传感器可以创建出环境的三维模型。

这在虚拟现实、机器人导航和游戏开发等领域中具有广泛应用。

总结起来，激光测距传感器利用激光技术进行距离测量，其原理基于激光束的反射和时间控制。

该传感器的应用十分广泛，包括距离测量、速度测量和三维成像等多个领域。

光幕传感器功能及原理1. 前言随着现代技术的不断发展，传感器在各个应用领域中的应用越来越广泛。

其中，光幕传感器作为一种常见的传感器，被广泛应用于生产线的自动化控制、机器人的运动控制、安全设备的监测等领域。

本文将对光幕传感器的功能和原理进行详细介绍。

2. 光幕传感器的功能光幕传感器主要用于检测物体在一定范围内的存在与否，可以用来进行物体检测，距离测量等任务。

光幕传感器通常由一个发射机和一个接收机构成，发射机发出光束，接收机接收光束的反射信号，并将信号转化为数字信号。

当被检测物体穿过光束时，接收机将不再接收到光束的反射信号，从而可以判断物体的存在与否。

光幕传感器的检测范围可以根据需要进行调整，通常可以调整为几厘米到几米不等。

另外，光幕传感器还可以通过调整发射光束的波长和频率来适应不同的工作环境。

在生产线的自动化控制中，光幕传感器通常被用于检测产品的到位情况，以便自动化机器人可以将产品从传送带上取下或分拣出不符合要求的产品。

在机器人的运动控制中，光幕传感器通常被用于检测机器人运动的轨迹和位置，以确保机器人运动的稳定性和精度。

在安全设备的监测中，光幕传感器通常被用于监测危险区域的入侵情况，以确保工作环境的安全。

3. 光幕传感器的原理光幕传感器的原理比较简单，主要是利用光的反射原理来进行物体的检测。

当光束经过发射机发出后，经过一定的传播距离后，会被反射回来。

接收机会接收到被反射回来的光束，并将信号转化为数字信号。

当被检测物体穿过光线时，光线就会被物体遮挡，这样接收机就会检测不到反射信号，从而可以判断物体的存在与否。

光幕传感器有很多种不同的实现方式，主要包括红外光幕传感器、激光光幕传感器和超声波光幕传感器等。

红外光幕传感器通常是由红外线发射管和红外线接收管组成，激光光幕传感器则是利用激光发射器发出高强度的激光束来进行物体检测，超声波光幕传感器则是利用超声波来进行物体的检测。

综上所述，光幕传感器在现代工业生产和安全设备中的应用十分广泛，其原理和实现方式也各具特色。

手机距离传感器原理及应用距离传感器又叫位移传感器，距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中，这样便于它的工作。

当用户在接听或拨打电话时，将手机靠近头部，距离传感器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭，拿开时再度点亮背景灯，这样更方便用户操作也更为节省电量。

距离传感器原理利用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。

根据使用元件不同，分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。

手机使用的距离传感器是利用测时间来实现距离测量的一种传感器.红外脉冲传感器通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离。

距离传感器的分类1、光学式位移传感器（智能传感器ZX-L-N系列等）光源发出的光通过透镜进行聚光，并照射到物体上。

物体发出的反射光通过受光透镜集中到一维的位置检测元件（PSD）＊上。

如果物体的位置（距离测定器的距离）发生变化，PSD上成像位置将不同；如果PSD的两个输出平衡发生变化，PSD上的成像位置将不同，PSD的两个输出平衡会再次发生变化。

如果将这两个输出作为A、B，计算A/（A＋B），并加上适当的拉线系数‘k’和残留误差‘C’，可求得公式为:位移量=A/(A+B)+K+C。

测得的值不是照度（亮度），而是A、B两个输出的位移量，因此即使与测定对象物之间的距离发生变化，受光光量发生变化也不会受影响，可以得到与距离的差、位置的偏移成比例的线性输出。

PSD方式与CCD(CMOS)方式PSD方式的原理特长：将对象物上的光点光束投影到受光元件上时的重心位置换算为距离CCD(CMOS)方式的原理特长：分别检测对象物上的光点光束投影到受光元件上时的CCD(CMOS)的各像素的光量，并换算为距离。

CMOS与CCD的差异CCD是指ChargeCoupledDevice（电荷传输元件）的略称，而CMOS则是ComplementaryMetalOxideSemi-conductor（互补性金属氧化半导体）的略称。

MID传感器简介Light Sensor & Proximity Sensor内容Light Sensor1Proximity Sensor2光谱光度学物理量——发光强度（I/Intensity）定义：单色光源（频率540×1012 Hz，波长555nm）的光在给定方向上（该方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度）的单位立体角内发出的光强度。

单位：cd（坎德拉）常见光源发光强度：●太阳，2.8E27 cd●高亮手电，10000 cd●5mm超高亮LED，15 cd光度学物理量——光通量（F/Flux）定义：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。

单位：Lm（流明）常见光源的效率（流明/瓦，Lm/W）●白炽灯，15●白色LED，20●日光灯，50●太阳，94●钠灯，120光度学物理量——照度（E/Illuminance）定义：照射到单位面积上的光通量。

单位：Lx/Lux（勒克斯) ，1(Lx) = 1 Lm/m2。

常见照度（Lx）：●阳光直射（正午）下，110,000●阴天室外，1000●商场内，500●阴天有窗室内，100●普通房间灯光下，100●满月照射下，0.2光度学物理量——亮度（L/Luminance）定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光强度。

单位：nt（尼特) ，1(nt) = 1 cd/m2。

常见发光体的亮度（nt）：●太阳表面，2,000,000,000●白炽灯灯丝，10,000,000●阳光下的白纸，30,000●人眼能习惯的亮度，3,000●人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1●无月夜空，0.0001MID显示屏在不同照度下，人眼对背光亮度感受Light Sensor ——分类与特性Light Sensor ——主要参数●测量范围●频率响应●传感输出线性度●工作电流●Power down时电流●零位输出温度稳定性●传感输出温度稳定性Light Sensor ——供应商Avago Technologies US inc.Everlight Electronics Co LtdIntersilMaxim Integrated ProductsMicrosemi Analog Mixed Signal GroupON SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncPanasonic-SSGPanasonic Electric WorksRohm SemiconductorsSharp MicroelectronicsSilicon Laboratories IncTexas InstrumentsThomas Research ProductsToshibaVishay Semiconductors内容Light Sensor1Proximity Sensor21、磁感应式：线圈磁铁式电涡流式霍耳式2、电容式3、超声波4、光学5、红外红外式近程传感器原理四个距离Sensor与Led间距Sensor与Barrier间距Led与Barrier间距Barrier高度玻璃对Viewing Angle的影响Barrier的作用人体反射时的处理算法一般反射物的处理算法Proximity Sensor ——主要参数●频率响应●IR LED驱动电流●工作电流Proximity Sensor ——供应商Avago Technologies US Inc.Digi InternationalFreescale SemiconductorInfineon TechnologiesIntersilNXP SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncParallax IncSilicn Laboratories Inc。