傳感器的概述

傳感器的概述第一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五傳感器原理與應(yīng)用第一部分傳感器的一般特性、分析方法第二部分常見(jiàn)傳感器與新型傳感器第三部分測(cè)量信號(hào)、記錄、顯示及虛擬儀器開(kāi)發(fā)

第二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五傳感器原理與應(yīng)用

第一章傳感器概述傳感器的定義、組成與分類傳感器的地位與作用傳感器的現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)第三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述什么是傳感器？

在我們?nèi)粘Ｉ钪校褂弥鞣N各樣的傳感器，電冰箱、電飯煲中的溫度傳感器;空調(diào)中的溫度和濕度傳感器;

煤氣灶中的煤氣泄漏傳感器;

水表、電表、電視機(jī)和影碟機(jī)中的紅外遙控器;

照相機(jī)中的光傳感器;

汽車中燃料計(jì)和速度計(jì)等等，不勝枚舉。傳感器給我們的生活帶來(lái)了多少便利和幫助呢第四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述第五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述人體系統(tǒng)和機(jī)器系統(tǒng)比較眼（視覺(jué)）耳（聽(tīng)覺(jué)）鼻（嗅覺(jué)）感知外界信息→大腦→肌體

皮膚（觸覺(jué)）舌（味覺(jué)）第六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述人的體力和腦力勞動(dòng)通過(guò)感覺(jué)器官接收外界信號(hào)，將這些信號(hào)傳送給大腦，大腦把這些信號(hào)分析處理傳遞給肌體。如果用機(jī)器完成這一過(guò)程，計(jì)算機(jī)相當(dāng)人的大腦，執(zhí)行機(jī)構(gòu)相當(dāng)人的肌體，傳感器相當(dāng)于人的五官和皮膚。傳感器好比人體感官的延長(zhǎng)，有人又稱“電五官”。傳感器外界信息感官大腦肌體計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)第七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

從廣義的角度來(lái)說(shuō)，感知信號(hào)檢出器件和信號(hào)處理部分總稱為傳感器。

第八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述1.1傳感器的定義、組成與分類

1.1.1傳感器的定義廣義傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學(xué)、生物）按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)的輸出器件和裝置。第九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

所謂“可用信號(hào)”，是指便于傳輸、便于處理的信號(hào)。就目前而言，電信號(hào)最為滿足便于傳輸、便于處理的要求。因此，也可以把傳感器狹義地定義為：能把外界非電量信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件或裝置。

目前只要談到傳感器，指的幾乎都是以電為輸出的傳感器。除電信號(hào)以外，人們?cè)诓粩嗵剿骱屠眯碌男盘?hào)媒介?？梢灶A(yù)料，當(dāng)人類跨入光子時(shí)代，光信號(hào)能夠更為快速、高效傳輸與處理時(shí)，一大批以光信號(hào)為輸出的器件和裝置將加入到傳感器的家族里來(lái)。傳感器是生物體感官的工程模擬物；反過(guò)來(lái)，生物體的感官則可以看作是天然的傳感器第十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述測(cè)量?jī)x器一般由信號(hào)檢出器件和信號(hào)處理兩部分組成。

這種能感應(yīng)被測(cè)量的變化并將其轉(zhuǎn)換為其它物理量變化的器件，就是傳感器。輸入匹配放大變換被測(cè)信號(hào)廣義傳感器

檢出器

信號(hào)處理部分輸入匹配放大變換被測(cè)信號(hào)廣義傳感器輸出

檢出器

信號(hào)處理部分輸入匹配放大變換被測(cè)信號(hào)廣義傳感器第十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述狹義：能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665—87）對(duì)傳感器（Sensor/transducer）定義是：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件和裝置第十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

以上定義表明傳感器有以下含義：它是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的檢測(cè)裝置；能按一定規(guī)律將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；傳感器的輸出與輸入之間存在確定的關(guān)系；按使用的場(chǎng)合不同又稱為:

變換器、換能器、探測(cè)器。第十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述1.1.2傳感器的組成傳感器由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本電路三部分組成：敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本電路電量輸出被測(cè)量第十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

敏感元件感受被測(cè)量;

轉(zhuǎn)換元件將響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電參量;

基本電路把電參量接入電路轉(zhuǎn)換成電量;

核心部分是轉(zhuǎn)換元件,決定傳感器的工作理。第十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述國(guó)標(biāo)GB/T14479-93規(guī)定傳感器圖用圖形符號(hào)

表示方法：

正方形表示轉(zhuǎn)換元件,

三角形表示敏感元件；

X

表示被測(cè)量符號(hào)，

*表示轉(zhuǎn)換原理。X

*

第十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述幾個(gè)典型傳感器的圖用圖形符號(hào)ＰaP電容式壓力傳感器壓電式加速度傳感器電位器式壓力傳感器

第十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述1.1.3傳感器的分類傳感器分類方法較多,大體有以下幾種：1）

按傳感器檢測(cè)的范疇分類

物理量傳感器

化學(xué)量傳感器

生物量傳感器

按輸入量分類

速度、位移、角速度、力、力矩、壓力、流速、液面、溫度、濕度第十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述3）按傳感器的輸出信號(hào)分類

模擬傳感器數(shù)字傳感器4）按傳感器的結(jié)構(gòu)分類

結(jié)構(gòu)型傳感器

物性型傳感器

復(fù)合型傳感器5）按傳感器的功能分類

單功能傳感器

智能傳感器多功能傳感器第十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述6）按傳感器的轉(zhuǎn)換原理分類

機(jī)—電傳感器

光—電傳感器

熱—電電傳感器

磁—電傳感器

電化學(xué)傳感器7）按傳感器的能源分類

有源傳感器無(wú)源傳感器第二十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述國(guó)標(biāo)制定的傳感器分類體系表將傳感器分為：物理量、化學(xué)量、生物類傳感器三大門類；

含12個(gè)小類：

力學(xué)量、熱學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、電學(xué)量、聲學(xué)量、射線、氣體、離子、溫度傳感器以及生化量、生理量傳感器。各小類按兩個(gè)層次又分若干品種

第二十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述1.2傳感器的地位與作用

構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱是：傳感器技術(shù)（信息采集）；

通信技術(shù)

（信息傳輸）；

計(jì)算機(jī)技術(shù)（信息處理）；

它們?cè)谛畔⑾到y(tǒng)中分別起到

“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”的作用。

第二十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

在利用信息的過(guò)程中首先要解決獲取準(zhǔn)確可靠的

信息，而傳感器是獲取信息的主要途徑和手段目前傳感器技術(shù)已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，傳感器廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷、軍事科研、航空航天、現(xiàn)代辦公設(shè)備、智能樓宇和家用電器等領(lǐng)域。是構(gòu)建現(xiàn)代信息系統(tǒng)的重要組成部分。傳感器對(duì)觀測(cè)和自動(dòng)化技術(shù)所起的作用遠(yuǎn)比家用電器所起到的作用大的多。這幾乎是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)。第二十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更有突出的地位。宏觀上的茫茫宇宙、微觀上的粒子世界、長(zhǎng)時(shí)間的天體演化、短的瞬間反應(yīng)。超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場(chǎng)、弱磁場(chǎng)等極端技術(shù)研究。傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)的先驅(qū)。

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要用各種傳感器監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)參數(shù)，一是保證產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量，二是保證設(shè)備工作在最佳狀態(tài)。傳感器是自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)器件，直接影響到自動(dòng)化技術(shù)的水平。第二十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)

第二十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

機(jī)器人

傳感器系統(tǒng)包括

視覺(jué):平面、立體

非視覺(jué):觸覺(jué)、滑覺(jué)、熱覺(jué)、力覺(jué)、接近覺(jué)、…第二十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

計(jì)量測(cè)試紅外測(cè)溫

超聲波測(cè)流量

電子汽車衡

第二十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

醫(yī)療診斷

第二十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

家用電器

遙控器

智能洗衣機(jī)

液化氣煙霧報(bào)警器

第二十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

智能建筑

第三十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

智能建筑自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(門禁系統(tǒng))打破了人們幾百年來(lái)用鑰匙開(kāi)鎖的傳統(tǒng)指紋門禁感應(yīng)式門禁第三十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

過(guò)程控制紙品

木材烘干

芯片生產(chǎn)要求最高的濕度穩(wěn)定性

精確的煙草烘干

紡織品

濕度傳感器

第三十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

環(huán)境監(jiān)測(cè)第三十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

工程測(cè)量

上海盧浦大橋通車應(yīng)力試驗(yàn)

第三十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述傳感器具有以下作用（3）

診斷與監(jiān)測(cè)

（6）

環(huán)境保護(hù)

……（1）

測(cè)量與數(shù)據(jù)采集

（2）

檢測(cè)與控制

（4）

輔助觀測(cè)儀器

（5）

資源探測(cè)

（7）

醫(yī)療衛(wèi)生

（8）

家用電器

……第三十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述傳感器已滲透到宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、軍事國(guó)

防、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、商檢質(zhì)檢、甚至文物保護(hù)等等極其廣泛的領(lǐng)域。可以毫不夸張地說(shuō)：幾乎每個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，以至各種復(fù)雜工程系統(tǒng)，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。

由此可見(jiàn)，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國(guó)十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。

第三十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述未來(lái)世界是個(gè)充滿傳感器的世界，還會(huì)有：智能房屋（自動(dòng)識(shí)別主人，太陽(yáng)能提供能源）

智能衣服（自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度）

智能公路（自動(dòng)記錄公路的壓力、溫度、車流量）智能……智能公路（自動(dòng)記錄公路的壓力、溫度、車流量）

智能汽車（無(wú)人駕駛、衛(wèi)星定位）

智能……第三十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述1.3傳感器現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

傳感器現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計(jì)目前全世界約有40個(gè)國(guó)家從事傳感器的

研制、生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)，研發(fā)機(jī)構(gòu)6000余家。

其中以美、日、俄等國(guó)實(shí)力較強(qiáng)，美、日、俄等

國(guó)建立了包括物理量、化學(xué)量、生物量三大門類

的傳感器產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品20000多種，大企業(yè)的年生

產(chǎn)能力達(dá)到幾千萬(wàn)支到幾億支。

預(yù)計(jì)2006年全世界傳感器市場(chǎng)銷售額將增至506億美元。

第三十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述我國(guó)的傳感器產(chǎn)業(yè)在科技投入(經(jīng)費(fèi)、高級(jí)人才資源)、產(chǎn)業(yè)環(huán)境以及科技實(shí)力(專利件數(shù)、新品開(kāi)發(fā)周期、關(guān)鍵材料與零組件、量產(chǎn)能力)三大方面的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)低于美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家。許多自動(dòng)化方面的專家呼吁：目前系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化已經(jīng)陷入低谷，其主要原因之一是傳感技術(shù)落后，一方面表現(xiàn)為傳感器在感知信息方面的落后；另一方面也表現(xiàn)為傳感器自身在智能化和網(wǎng)絡(luò)方面的落后。第三十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述

傳感器發(fā)展趨勢(shì)：

傳感器的歷史遠(yuǎn)比近代科學(xué)來(lái)得古老，20世紀(jì)70年代以來(lái)以電量為輸出的傳感器得到飛速發(fā)展，現(xiàn)代傳感器已是測(cè)量?jī)x器、智能化儀表、自動(dòng)控制系統(tǒng)等裝置必不可少的感知元件。

幾十年來(lái)傳感技術(shù)的發(fā)展分為兩個(gè)方面：

1.提高與改善傳感器的技術(shù)指標(biāo)；

2.尋找新原理、新材料、新工藝。

為改善傳感器性能采用多種技術(shù)途徑：

差動(dòng)技術(shù)；平均技術(shù)；補(bǔ)償修正技術(shù)；

隔離抗干擾抑制、穩(wěn)定性處理等等。第四十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五第一章傳感器概述目前傳感器總的發(fā)展趨勢(shì)是：

（1）

發(fā)現(xiàn)、利用新效應(yīng)；

（2）

開(kāi)發(fā)新材料；

（3）

提高傳感器性能和檢測(cè)范圍；

（4）

微型化與微功耗；

（5）

集成化與多功能化；

（6）

傳感器的智能化；

（7）

傳感器的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。第四十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五機(jī)器人上用的傳感器的介紹

感知系統(tǒng)是機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)自主化的必須部分。這一章，將介紹一下移動(dòng)機(jī)器人中所采用的傳感器以及如何從傳感器系統(tǒng)中采集所需要的信號(hào)。第四十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五根據(jù)傳感器的作用分，一般傳感器分為：內(nèi)部傳感器（體內(nèi)傳感器）：主要測(cè)量機(jī)器人內(nèi)部系統(tǒng)，比如溫度，電機(jī)速度，電機(jī)載荷，電池電壓等。外部傳感器（外界傳感器）：主要測(cè)量外界環(huán)境，比如距離測(cè)量，聲音，光線。機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十三頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五根據(jù)傳感器的運(yùn)行方式，可以分為：被動(dòng)式傳感器：傳感器本身不發(fā)出能量，比如CCD，CMOS攝像頭傳感器，靠捕獲外界光線來(lái)獲得信息。主動(dòng)式傳感器：傳感器會(huì)發(fā)出探測(cè)信號(hào)。比如超聲波，紅外，激光。但是此類傳感器的反射信號(hào)會(huì)受到很多物質(zhì)的影響，從而影響準(zhǔn)確的信號(hào)獲得。同時(shí)，信號(hào)還狠容易受到干擾，比如相鄰兩個(gè)機(jī)器人都發(fā)出超聲波，這些信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生干擾。機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十四頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五傳感器一般有以下幾個(gè)指標(biāo)：動(dòng)態(tài)范圍：是指?jìng)鞲衅髂軝z測(cè)的范圍。比如電流傳感器能夠測(cè)量1mA－20A的電流，那么這個(gè)傳感器的測(cè)量范圍就是10log（20/0.001)=43dB.如果傳感器的輸入超出了傳感器的測(cè)量范圍，那么傳感器就不會(huì)顯示正確的測(cè)量值了。比如超聲波傳感器對(duì)近距離的物體無(wú)法測(cè)量。分辨率：分辨率是指?jìng)鞲衅髂軠y(cè)量的最小差異。比如電流傳感器，它的分辨率可能是5mA，也就是說(shuō)小于5mA的電流差異，它沒(méi)法檢測(cè)出。當(dāng)然越高分辨率的傳感器價(jià)格就越貴。線性度：這是一個(gè)非常重要的指標(biāo)來(lái)衡量傳感器輸入和輸出的關(guān)系。頻率：是指?jìng)鞲衅鞯牟蓸铀俣取１热缫粋€(gè)超聲波傳感器的采樣速度為20HZ，也就是說(shuō)每秒鐘能掃描20次。機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十五頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五常用的傳感器：編碼器：主要用于測(cè)量電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度。任何用電機(jī)的地方，都可以用編碼器來(lái)作為傳感器來(lái)獲得電機(jī)的輸出。光電編碼器的原理機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十六頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五電子羅盤：可以檢測(cè)機(jī)器人與地球南北極之間的角度，從而獲得機(jī)器人的朝向。但是精度很低。而且任何磁性物體都會(huì)造成羅盤失靈，比如揚(yáng)聲器。所以要配合其它傳感器，比如編碼器一起使用才能獲得比較好的定位效果。主要有hall-effect和flux-gate兩種：Hall-Effect原理的電子羅盤Flux-gate原理的電子羅盤機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十七頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五陀螺儀：又分機(jī)械陀螺儀和光電陀螺儀?？梢詸z測(cè)絕對(duì)朝向。但是目前價(jià)格過(guò)高，只在飛機(jī)上采用。目前最好的光電陀螺儀能提供100KHz的采樣頻率，同時(shí)提供0.0001degress/hr的分辨率。但是價(jià)格也是同樣昂貴。機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十八頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五GPS系統(tǒng)：這個(gè)相比不需要太多的解釋。GPS系統(tǒng)分為標(biāo)準(zhǔn)GPS和差分GPS系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)GPS系統(tǒng)能提供15m的誤差定位，而差分GPS系統(tǒng)能提供高達(dá)1m內(nèi)誤差的定位。如果再考慮相位差信號(hào)的話，最新的GPS設(shè)備能提供精確到10cm的定位坐標(biāo)。美國(guó)人現(xiàn)在的導(dǎo)彈精確度如此之高。差分GPS系統(tǒng)(DGPS)機(jī)器人上用的傳感器的介紹第四十九頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五超聲波傳感器：超聲波傳感器是基于TOF原理。首先發(fā)射一組聲波脈沖信號(hào)，然后一個(gè)積分器就開(kāi)始計(jì)算發(fā)射時(shí)間。一個(gè)返回信號(hào)閥值接著就會(huì)被設(shè)定來(lái)接受回波信號(hào)，這個(gè)閥值會(huì)隨著時(shí)間的增加而減小，因?yàn)榛夭〞?huì)隨著距離的增加而發(fā)散，從而強(qiáng)度變小。但是在剛發(fā)射信號(hào)的時(shí)候，返回信號(hào)的閥值會(huì)被設(shè)定的很高以防止發(fā)射波直接觸發(fā)接受器，但是這樣造成一個(gè)問(wèn)題，就是如果檢測(cè)的距離很短，在閥值沒(méi)有下降之前，返回信號(hào)已經(jīng)到達(dá)接收器，這時(shí)，接收器會(huì)認(rèn)為這個(gè)返回信號(hào)是剛發(fā)出的信號(hào)，從而拒絕接受。超聲波傳感器就會(huì)有一個(gè)探測(cè)盲區(qū)，沒(méi)法這樣對(duì)近距離物體探測(cè)。一般超聲波探測(cè)器的頻率為40Hz，探測(cè)范圍為12c'm－5m，精度為98%-99.1%,分辨率為2cm。同時(shí)超聲波是一個(gè)20－40度角的面探測(cè)，所以可以使用若干個(gè)超聲波組成一個(gè)超聲波陣列來(lái)獲得180度甚至360的探測(cè)范圍。超聲波還有其它幾個(gè)缺點(diǎn)，比如交叉感應(yīng)，掃描頻率低，尤其是使用超聲波陣列的時(shí)候，還有回波衰減，折射等問(wèn)題。不過(guò)對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，超聲波還是目前最廉價(jià)和有效的傳感器。機(jī)器人上用的傳感器的介紹第五十頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五TOF（timeofflight):TOF原理就是距離＝速度×?xí)r間，比如聲波傳輸速度是0.3m/ms,如果3m的距離，需要10ms才能到達(dá)。然后通過(guò)計(jì)算這個(gè)返回的時(shí)間差來(lái)確定距離。但是如果是光速的話，光速是0.3m/ns，同樣3m的距離，光只要10ns就到了。這就對(duì)檢測(cè)元件提出了非常高的要求。這也是激光傳感器價(jià)格居高不下的原因。TOF原理機(jī)器人上用的傳感器的介紹第五十一頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五激光傳感器：原理就是一個(gè)旋轉(zhuǎn)得反射鏡，將激光光束或者超聲波按一定間隔反射出去，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)得角度和時(shí)間差來(lái)得到不同角度得距離值。是用很典型得TOF原理。

不過(guò)對(duì)于激光傳感器而言，有3種檢測(cè)方式：

1）使用脈沖激光，按一定間隔發(fā)射激光，然后計(jì)算返回時(shí)間。這種方法和超聲波一樣，但是激光速度太快，所以對(duì)檢測(cè)元件要求太高，一般LaserScanner不用這種方式。

2）使用不同頻率得激光，按照一點(diǎn)順序，發(fā)射不同頻率得激光，通過(guò)檢測(cè)返回光束得頻率來(lái)得到距離。

3）相位差。多數(shù)激光傳感器用得是這種方法。通過(guò)檢測(cè)發(fā)射激光和反射激光得相位差來(lái)得到距離。機(jī)器人上用的傳感器的介紹第五十二頁(yè)，共五十七頁(yè)，編輯于2023年，星期五紅外傳感器：是利用三角測(cè)量法。

三角測(cè)量法（Triangulation-based):就是把發(fā)射器和接受器按照一定距離安裝，然后與被探測(cè)的點(diǎn)形成一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，由于發(fā)射器和接收器的距離已知，發(fā)射角度已知，反射角度也