测距方法有很多种距离感应,我们只说三种。声波,红外感应,多频连续波。
声波常见于近距离测距,例如倒车雷达。红外感应常见于触屏、手机距离传感器。连续波常见于雷达测距。
先说简单的那种靠速度测量的吧。比如我们对面有一幢大高楼,大概几百米的样子吧,自己掐个手机上的秒表,大喊“啊”,在喊结束的时候开始计时。听到对面建筑反射回来的声音,同样在听到“啊”结束的时候停止计时。如果秒表显示经过的时间是2秒,加上我们已知声音在空气中传播速度为340米每秒,就可以计算得,声音在2秒内走过了680米。这是来回的距离,那么这幢建筑距离你就是340米。
同样,用光也是这样测量,只不过你掐表肯定不行了,需要通过更精密的仪器来帮助你测量。现在用的测距仪大部分都是利用激光来测距的,而光又很快,直接测速不好使,所以这种方式测不了太近的距离。所以倒车雷达大部分都采用声波测距。
手机上的距离感应器一般是红外的。就是你接电话的时候,手机距离脸近了就会关闭屏幕,以防你的脸蛋儿帮你挂机。手机上的距离感应器也有很多种,我们这里只说一种,红外感应。当你的脸贴过来了,然后就关闭屏幕。我不太清楚这种传感器是测量延迟的还是测量强度的。现在这种传感器一个漏在外面,一个隐藏在壳子里“暗中观察”。注意不要和摄像头那个孔搞混了。
多频连续波测距原理。发射源波长频率变化已知,那么通过对比发出的信号和接收到的信号的差异就可以计算出来距离。
不好意思,这个原理有点不好通俗的解释,大家看看上图看能理解不。
距离R=c0*|Δt|/2=c0*|Δf|/2*(df/dt)。
其中R =天线与反射物体之间的距离(地面)[m]。c0 =光速= 3*10^8米/秒,Δt=延迟时间[s],Δf=测量的频率差[Hz],df/dt =每单位时间的频移。
这种测距原理基本上用在雷达测距上,而且必须是变频连续波,单频连续波只能测速。
除此之外还有很多种距离传感器的原理,这里就不一一列举了。
科普性质,不严谨,不足之处还请指出。
手机距离传感器是什么?有什么用?
大家在日常使用手机的时候,是否发现当你在接电话的时候,当你的脸靠近屏幕时,屏幕会自动关闭,而当你的脸远离手机的时候,屏幕又会自动点亮。其实要实现这个功能,就需要用到一个传感器,它就是距离感应器。
距离感应器又叫位移传感器,距离感应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。距离传感器按照测量原理的不同,分为激光距离传感器和超声波距离传感器。
超声波传感器的工作原理
超声波传感器的工作原理跟声纳系统是一样的,内部有一个超声波传感器,既是超声波发射器又是超声波接收器。该传感器先发出一个超声波脉冲,在空气中向着被探测的物体传播,经过被测物体表面的反射之后,回波再被该传感器接收到。当接收到回波信号后,传感器内的处理器将根据时差和声速来计算被探测物体的距离。结果将被转换为0-5V的信号,然后被数据采集器转化为合适的距离数据传送给计算机。
激光传感器的工作原理
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。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。
手机使用的距离传感器一般都是由两个元器件组成,两者一点角度摆放,其中一个元器件通过发射特别短的光脉冲,当物体靠的足够近时,受测物体就会把红外线反射到接受或检测红外线的那个元件上。于是就可以通过测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间,通过测时间间隔来计算与物体之间的距离。
距离传感器的作用
距离传感器的作用的除了一开始提到的打电话的时候,自动打开与关闭屏幕的功能,它还可以防止一些误操作(其实这个也带有防误按的作用)。因为现在的智能手机基本都采用的是触摸屏,所以很容易误操作。例如在miui中,大家可以开启防误按的功能,这时当手机用户接听电话或者装进口袋时,传感器可以判断出手机贴近了人的脸部或者衣服而关闭屏幕的触控功能,这样就可以防止误操作。