四种接近传感器PK，谁能胜出？答案内详
主流接近传感器技术有多种，每种技术都有非常不同的工作标准，在确定检测、距离或接近方面有着不同的优势。本文概要性介绍了紧凑、固定的嵌入式系统的四种可能方案及其基本工作原理，以帮助工程师根据自己的设计要求确定选择哪一种。 ? 接近传感器提供了一种精确的方法，可以在没有任何物理接触的情况下检测物体的存在和距离。传感器发出电磁场、光或超声波，被物体反射或穿过物体，然后回到传感器。与传统限位开关相比，接近传感器有一个显著优点，就是由于没有机械部件，因此更加耐用，可以使用更长的时间。 ? 在为特定应用寻找理想的接近传感器技术时，必须考虑成本、范围、尺寸、刷新率或延迟以及材料效应，并要考虑什么才是对设计最重要的因素。
超声
图1：超声波传感器工作原理。（图片来源：CUI Devices）
光电
对射式，在物体的一侧使用发射器发出光束，在物体另一侧使用探测器检测光束。如果光束中断，那么说明有物体存在。
镜反射式，实现方式 是将发射器和检测器放在物体一侧，反射镜片放在另一侧。
漫反射式，与镜反射式一样，也是将发射器和检测器共置一侧，但没有反射镜，发射出去的光会从任何被检测物体上反射回来。这种方式无法测量距离。
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如果应用需要扩展感应范围并降低延迟，那么就可将光电传感器设置为对射式或镜反射式。但它们安装和对齐时需要小心翼翼，因此在繁忙的环境中进行系统安装是一项挑战。漫射型的实现方式更适合于检测小物体，也可以是移动式检测器。
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光电传感器可以用在常见于工业环境的肮脏环境中，由于没有移动部件，通常比其他替代品拥有更长的寿命。只要保护好镜头，保持清洁，那么就能保持传感器的性能。虽然它们可以检测大多数物体，但对于透明和反光的表面和水，可能会出现问题。其他限制包括无法进行精确的距离计算，并且根据光源的不同，也会无法检测特定颜色的物体（例如使用红外线时出现红色物体）。
激光测距仪
激光测距 (LRF) 历来是一种昂贵的选择，最近在许多应用中已成为更可行的解决方案。大功率传感器的工作原理与超声波传感器相同，但使用激光束代替了声波。
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由于光子的传播速度超高，准确计算ToF很困难。在这里，使用诸如干涉测量之类技术可以帮助保持精度，同时降低成本（图3）。激光测距仪传感器的另一个好处是，由于利用了电磁波束，它们通常具有令人难以置信的超长测量范围（最高达数千英尺），而且响应时间极短。
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尽管这些传感器具有超低的延迟和超远的范围能力，但它们也有自己的局限性。激光器耗电量大，这又意味着它们不适合电池供电型或便携式应用，而且还要考虑眼睛健康方面的安全问题。另一个考虑因素是，FoV也相对较窄，和光电传感器一样，它们在水或玻璃上的效果并不好。尽管这种技术的价格有所降低，但它也仍然是最昂贵的选择之一。
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根据传感器的设置方式，检测范围会有所不同。短距离的应用可以是通过检测传感器旁边是否有轮齿存在来计数齿轮的旋转。较长距离应用可以是通过将电感式传感器嵌入路面来统计车辆数量，甚至可以用来进行超远距离检测——检测空间等离子体。
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作为一种接近传感器，电感式传感器往往用于较短距离应用，并且由于其是基于检测电磁场差异的原理，因此可以提供极快的刷新率。对于像铁与钢之类黑色金属材料，这种传感器表现更佳。
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电感式传感器在很大的范围内提供了一个经济的解决方案。然而，必须考虑到它们所能感应材料的局限性，以及它们容易受到各种干扰源影响这一事实。
结语
图5：四种接近传感器技术比较（图片来源：CUI Devices）
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