三大常用測距傳感器優(yōu)劣勢及應(yīng)用

來源: 廣州市新達(dá)電子科技有限公司      時(shí)間:2020-05-31 13:46:00 關(guān)鍵詞:

傳感器的存在,讓物體可以像人一樣有觸覺、嗅覺和味覺等感官,因此越來越多的企業(yè)為工廠設(shè)備安裝上互聯(lián)的傳感器,并利用復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析加深了解和優(yōu)化生產(chǎn)。

通常測量某物體(介質(zhì))的距離,超聲波傳感器、毫米波傳感器、激光雷達(dá)傳感器這三種常見的傳感器會(huì)成為首選:

1、超聲波傳感器

超聲波是一種可以在固體、氣體、和液體三種介質(zhì)之間傳播的頻率高于20KHz的聲波,在工業(yè)應(yīng)用中有兩種形式:橫向振蕩(橫波)及縱向振蕩(縱波)。其原理是超聲波傳感器發(fā)射一定頻率的超聲波,借助空氣媒質(zhì)傳播,到達(dá)測量目標(biāo)或障礙物后反射回來,經(jīng)反射后由超聲波接收器接收脈沖。超聲波在空氣中的傳播速度為C=340m/s,根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間T秒,計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離L,即:L= C×T /2 。


超聲波傳感器常見測距應(yīng)用

  -工業(yè)質(zhì)量監(jiān)控、直徑和尺寸檢測

  -液位檢測

  -機(jī)器人避障

  -汽車(泊車系統(tǒng))避障

  -智能家居


超聲波傳感器測距優(yōu)劣勢

優(yōu)勢:

無任何機(jī)械傳動(dòng)部件,不怕電磁干擾,不怕酸堿等強(qiáng)腐蝕性液體,穩(wěn)定性較強(qiáng)。

頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好,能夠成為射線而定向傳播。

對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其在陽光下不透明的固體。

劣勢:

抗干擾能力弱,任何聲學(xué)噪聲都可能干擾傳感器的正常輸出,兩個(gè)相同頻率的超聲波傳感器放在一起,會(huì)產(chǎn)生聲學(xué)串?dāng)_。同時(shí)會(huì)受到煙霧、灰塵、雨滴的干擾。

報(bào)錯(cuò)率較高,發(fā)射角度較大,針對障礙物較多時(shí),反射回來的聲波較多,干擾較多。

測量范圍有限,測量范圍通常在百米以內(nèi),不適合超遠(yuǎn)距離探測。

測量精度低,超聲波測距傳感器的測量精度通常是厘米級的。

只能檢測平面介質(zhì),例如聲波被58度斜面接收到聲音之后,聲波無法正常傳回接收器

不利于測量高速移動(dòng)的物體,由于超聲波利用聲音速度傳播,相較于利用光學(xué)傳感器測量,響應(yīng)時(shí)間比較長。


2、毫米波傳感器

毫米波實(shí)質(zhì)上就是電磁波,其內(nèi)部振蕩器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)頻率隨時(shí)間逐漸增加的信號,這個(gè)信號遇到障礙物之后,會(huì)反彈回來。當(dāng)電磁波被發(fā)射出去后,通過精確測量電磁波來回的時(shí)間(設(shè)距離為D,時(shí)間為T,光速為C),根據(jù)D=(C*T)/2,便可得距目標(biāo)障礙物之間的距離D的數(shù)值。


毫米波傳感器常見測距應(yīng)用

  -汽車輔助駕駛

  -智能交通(交通流識別和管理)

  -工業(yè)安防

  -無人機(jī)定高

  -智能家居


毫米波傳感器測距優(yōu)劣勢

優(yōu)勢:

探測距離遠(yuǎn),通常都可以在100百米外探測

抗干擾能力強(qiáng),全天候工作,穿透霧、煙、灰塵的能力強(qiáng)

針對多目標(biāo)探測有優(yōu)勢

劣勢:

探測精度低,好的線性調(diào)頻不易獲得,影響距離分辨率

易受電磁干擾,產(chǎn)生誤報(bào)

針對細(xì)小或者微小的物體測距識別較差

在防空環(huán)境中,不可避免的會(huì)出現(xiàn)距離模糊和速度模糊


3、激光雷達(dá)傳感器

激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。以新達(dá)電子激光雷達(dá)距離傳感器為例,發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光,遇物體后反射,傳感器通過計(jì)算調(diào)制紅外光的發(fā)射、反射后產(chǎn)生的相位差,來換算與被測目標(biāo)物體之間的距離。



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