红外测距传感器的原理与设计最终版
红外线测距仪原理
红外线测距仪原理红外线测距仪是一种能够通过发送和接收红外线信号来测量距离的仪器。
它广泛应用于军事、测绘、工程建设等领域。
红外线测距仪的原理是利用红外线的特性和反射原理进行距离测量。
它通过发送一个红外线脉冲信号，该信号在被测距物体上发生反射，并由测距仪接收到。
然后，测距仪通过计算红外线信号的发射和接收时间差，来确定距离的精确数值。
在红外线测距仪的工作过程中，有几个关键指标需要注意。
首先是红外线的强度，这直接影响到信号的接收和测量精度。
较高的红外线强度可以提高测距仪的工作距离和准确性。
其次是红外线的工作频率。
不同的测距仪可能采用不同的红外线工作频率，如850nm或950nm等。
选择合适的频率可以提高信号的稳定性和穿透力。
除此之外，红外线测距仪还需要考虑各种环境因素的影响。
例如，光线的干扰、气候条件和被测物体的表面特性等都会对测距仪的测量结果产生一定的影响。
因此，在使用红外线测距仪时，要尽量避免以上干扰因素，以确保测量结果的准确性。
红外线测距仪的应用十分广泛。
在军事领域，它可以用于探测目标的距离和位置，帮助作战人员做出准确的判断和决策。
在工程建设方面，红外线测距仪可以用于测量建筑物的距离和高度，确保施工过程的准确性和安全性。
而在测绘作业中，红外线测距仪可以帮助测绘员快速准确地绘制出地图和平面图。
总而言之，红外线测距仪是一项基于红外线特性和反射原理的距离测量技术。
它具有精确、快速和可靠的特点，并广泛应用于各个领域。
在使用红外线测距仪时，需要注意信号强度、工作频率和环境因素的影响，以确保测量结果的准确性。
红外线测距仪测量原理
红外线测距仪测量原理测距仪是一种航迹推算仪器，用于测量目标距离，进行航迹推算。
测距仪的形式很多，通常是一个长形圆筒，由物镜、目镜、测距转钮组成，用来测定目标距离。
测距仪是根据光学、声学和电磁波学原理设计的，用于距离测量的仪器。
红外测距仪的分类有激光红外，红外和超声波三种，目前测距仪主要是指的激光红外测距仪，红外测距仪和超声波测距仪由于测量距离有限，测量精度很低目前已经被淘汰。
激光红外测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。
激光红外测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。
测距仪有测量距离和测量精度，同时又是电子设备，所以品牌的选择非常重要，国际知名品牌的测距仪，在性能上会远优于杂牌的激光红外测距仪。
一(测距仪分类测距仪从测距基本原理，可以分为以下三类:1. 激光测距仪激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。
激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。
激光测距仪是目前使用最为广泛的测距仪，激光测距仪又可以分类为手持式激光测距仪(测量距离0-300米)，望远镜激光测距仪(测量距离500-20000米)。
目前市面上主流的都是激光测距仪，手持式激光测距仪全球前两大品牌是徕卡和博世，右图就是一款主流的手持式激光测距仪。
望远镜激光测距仪，为远距离激光测距仪，目前在户外使用相当广泛，望远镜激光测距仪全球前四大品牌是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。
四个品牌在产品上各有特点，2013年，美国激光技术杂志公布的数据，2013年全球单品销售冠军是图雅得SP1500，这款测距仪测量精准，反应速度快捷。
2. 超声波测距仪超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。
实验三 红外测距原理实验
数据处理：
1、数据列表，并电压与距离间的变化关系，并画出V-D曲线；
2、计算测量距离与实际距离间的相对误差；
3、分析产生误差可能的原因。
【实验结果与数据处理】
表1 红外测距实验数据记录
实际距离
10cm
15cm
20cm
25cm
30cm
35cm
40cm
挡板 1块 卷尺 1把
【实验原理】
红外测距仪是一种光电传感器，它通过发射红外线并测量红外线被反射回来的时间或相位来计算被测物体和测距模块之间距离，以电压大小的形式输出给主控制器，得出测量距离。
1、红外测距结构原理
红外测距主要通过三种原理来实现。其中最直接的方法是往返测时法，它通过测量红外线发射到红外线接收的时间间隔t，即可得到测量距离D为：
（式1-2）
得到：
（式1-3）
【实验步骤及注意事项】
实验步骤：
1、检查实验模块是否断电，在断电情况下进行实验。
2、用2#连接导线将“PSD_Vo”端口与数据采集与处理单元中的“A/D”端口相连。
3、打开实验模块电源，观察液晶屏是否工作正常，观察液晶屏是否有示数显示。
4、将挡板放置在结构件探测前端10cm-80cm范围内，且使挡板与传感器垂直；在10cm-80cm的距离范围内，水平移动挡板距离，观察液晶屏显示的电压数值与距离数据是否变化。
70cm
75cm
80cm
V
0.586
0.571
0.508
0.476
0.425
0.391
0.372
测量距离D(cm)
50.7
52.6
58.9
红外测距方案
红外测距方案一、引言红外测距是一种常用的非接触式测距技术，它通过测量物体反射或发射的红外辐射来确定物体与测距设备之间的距离。
红外测距方案广泛应用于工业自动化、智能交通、安防监控等领域，本文将介绍一种基于红外测距的距离测量方案。
二、设备要求为了实现准确的红外测距，需要以下设备：1. 红外发射器：产生特定波长的红外辐射并发射到目标物体上。
2. 红外接收器：接收目标物体反射的红外辐射并将其转化为电信号。
3. 控制电路：控制红外发射器和接收器的工作状态，实现发射和接收红外辐射的时序控制。
4. 处理器：接收并处理红外接收器输出的信号，计算出距离值。
三、工作原理红外测距方案的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 发射红外辐射：控制红外发射器发射特定波长的红外辐射，照射到目标物体上。
2. 接收红外辐射：红外接收器接收目标物体反射的红外辐射，并将其转化为电信号。
3. 信号处理：将红外接收器输出的电信号放大并进行滤波处理，以提高信号质量。
4. 时序控制：利用控制电路对红外发射器和接收器进行时序控制，确保发射和接收的同步性。
5. 距离计算：处理器接收红外接收器输出的信号，通过特定的算法计算出目标物体与测距设备之间的距离。
6. 结果显示：将测得的距离值通过显示设备显示出来，提供给用户查看。
四、应用场景红外测距方案可以广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用场景：1. 工业自动化：红外测距可用于机器人导航、物料搬运等场景，实现对物体位置和距离的准确测量。
2. 智能交通：红外测距方案可以用于车辆跟随、停车辅助等功能，提高交通的安全性和效率。
3. 安防监控：通过红外测距，可以实现对入侵者的跟踪和警报，提高安防系统的可靠性。
4. 环境检测：利用红外测距可以监测建筑物周边环境的变化，及时发现问题并进行处理。
5. 医疗设备：红外测距可以用于测量人体各个部位的距离和位置，实现精准的医疗治疗。
五、总结红外测距方案是一种准确、可靠的距离测量技术，它在多个领域有着广泛的应用。
红外距离传感器工作原理
红外距离传感器工作原理
红外距离传感器是一种应用红外线技术测量物体距离的传感器。
其工作原理基于物体反射红外线的特性。
红外发射器将红外线发射到待测物体上，被物体反射后再由红外接收器接收。
根据红外线的反射时间，传感器能够计算出物体与传感器之间的距离。
传感器中的红外发射器一般采用红外LED，其波长与人眼无法感知的红外线波长相同。
而红外接收器则是一种红外线探测器，能够将红外线转换成电信号。
红外接收器通常采用光电二极管或光电三极管。
在实际应用中，红外距离传感器通常具有多种测距模式，如单点测距、多点测距和连续测距等。
此外，传感器的工作距离也会根据不同型号和应用场景而有所不同。
总的来说，红外距离传感器具有测量精度高、反应速度快、反射率不受环境光影响等优点，因而被广泛应用于机器人、自动化控制、安防监控等领域。
- 1 -。
红外测距原理
红外测距原理红外测距技术是一种利用红外线来测量目标距离的技术。
它利用红外线在空气中的传播特性，通过测量红外线的反射或传播时间来计算目标物体与测距仪之间的距离。
红外测距技术在工业、军事、自动化控制等领域都有广泛的应用，其原理简单、精度高、反应速度快，因此备受青睐。
红外测距原理主要是基于红外线的特性进行测距的。
红外线是一种电磁波，波长长于可见光，但短于微波，具有很好的穿透性和直线传播性。
在红外测距仪中，通常会有一个红外发射器和一个红外接收器。
红外发射器会发射一束红外线，这束红外线会被目标物体反射或者传播，然后被红外接收器接收。
当红外线被目标物体反射时，红外接收器会接收到反射的红外线，然后通过内部的电路进行处理，最终得到目标物体与测距仪之间的距离。
而当目标物体是自发发射红外线时，红外接收器同样可以接收到红外线，并进行处理得到距离。
这种原理基于红外线的传播特性，实现了对目标物体距离的测量。
红外测距技术的精度主要受到红外线的传播特性和测距仪的精度影响。
红外线在空气中的传播速度是一个常数，因此主要受到测距仪的精度影响。
通常情况下，测距仪会有一个内部的时钟，用来计时红外线的传播时间，然后通过内部的算法计算得到目标物体的距离。
因此，测距仪的时钟精度和算法的准确性对测距精度有很大的影响。
除了精度外，红外测距技术的反应速度也是其优势之一。
由于红外线的传播速度很快，因此红外测距技术可以实现非常快速的测距，适用于对目标物体进行快速测量的场合。
这使得红外测距技术在自动化控制、安防监控等领域有着广泛的应用。
总的来说，红外测距原理是基于红外线的传播特性，利用红外发射器和接收器进行测距的技术。
其优势在于精度高、反应速度快，适用于工业、军事、自动化控制等领域。
随着科技的不断发展，红外测距技术将会有更广泛的应用前景。
红外测距传感器的原理
红外测距传感器的原理
红外测距传感器是一种利用红外线进行测距的设备。
它的工作原理是通过发射红外光束并接收其反射光束来测量目标物体与传感器之间的距离。
该传感器中会安装一个发射器和一个接收器。
发射器使用红外光二极管发出红外光束，而接收器则使用光敏二极管来接收反射光束。
当发射器发出红外光束后，它会照射到目标物体上，并被物体表面反射回来。
接收器会收集反射光束并将其转化为电信号。
传感器会测量从发射到接收的光束所花费的时间，并根据光在空气中传播的速度以及时间来计算出目标物体与传感器之间的距离。
红外测距传感器的测量精度很高，通常可以达到几毫米。
它在许多领域有着广泛的应用，例如机器人导航、无人驾驶汽车、自动化工程等。
红外测距原理
红外测距原理红外测距技术是一种利用红外线来测量距离的技术，它在工业、军事、民用等领域都有着广泛的应用。
红外测距原理是基于红外线在空气中的传播特性和反射特性，通过测量红外线的传播时间或者反射强度来计算目标物体与测距装置之间的距离。
下面我们将详细介绍红外测距的原理和应用。
首先，红外线是一种波长较长的电磁波，它的波长范围在红光和微波之间。
红外线在空气中的传播速度与光速相近，因此可以用来进行距离测量。
当红外线遇到目标物体时，会发生反射、吸收或透射。
其中，反射是最常见的现象，而红外测距技术正是基于红外线的反射特性来实现距离测量的。
其次，红外测距装置通常由红外发射器、接收器和处理器组成。
红外发射器会发射一束红外线，这束红外线会照射到目标物体上并发生反射。
接收器会接收反射回来的红外线，并将其转换成电信号传输给处理器。
处理器会根据接收到的信号计算出目标物体与测距装置之间的距离，并输出测距结果。
红外测距的原理可以分为两种方法，一种是时间法，另一种是强度法。
时间法是通过测量红外线从发射到接收所经历的时间来计算距离，其计算公式为：距离 = 速度×时间 / 2。
其中，速度为红外线在空气中的传播速度，时间为红外线从发射到接收所经历的时间。
强度法是通过测量反射回来的红外线的强度来计算距离，其计算公式为：距离 = (发射功率×接收功率) ^ 0.5 / 传播损耗系数。
红外测距技术在工业领域有着广泛的应用，比如在自动化生产线上用于测量物体的位置和距离，以实现自动化控制。
在军事领域，红外测距技术被用于制导武器和测量目标距离。
在民用领域，红外测距技术被应用于测距仪、安防监控等领域。
总之，红外测距技术是一种非常重要的测距技术，它基于红外线的传播和反射特性，通过测量红外线的传播时间或者反射强度来实现距离测量。
它在工业、军事、民用等领域都有着广泛的应用前景。
希望本文能够对红外测距技术有所了解，并对相关领域的从业人员有所帮助。
红外测距传感器的原理与设计最终版
红外测距传感器的原理与设计摘要：现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
为了实现物体近距离、高精度的无线测量，我采用红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换、显示以及与PC机的通信程序，开发了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，并且可以将距离量通过串口发送到PC机显示处理、本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用，另外本系统形成了一套完善的软硬件开发平台，可以进行扩展、移植和做进一步的开发。
关键词：红外测距；68HC11E1；A/D转换；Principle and design of the infrared distance sensor Abstract：The development of modern science and technology, into many new areas, has a laser The development of modern science and technology, into many new areas, has a laser range finder in the ranging aspects, ranging of microwave radar, ultrasonic ranging and infrared ranging. In order to achieve the objects at close range, high-precision wireless measurement, I used the infrared transmitter receiver module as the distance sensor, microcontroller as the processor to write the A / D conversion, display and communication with the PC program, developed a will to push infrared distance measurement systems, high-precision real-time system can display the measured distance, and distance measuring can be sent through the serial port to a PC display processing, the system structure is simple and reliable, small size, high accuracy, ease of use, while this system the formation of a complete set of hardware and software development platform can be extended, transplantation, and further development.Key words:Infrared distance; 68HC11E1; A / D conversion;一、绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2红外线简介 (1)1.3红外线传感器概述 (2)1.3.1 红外线传感器系统介绍 (2)1.3.2 红外线传感器的分类 (3)1.3.3 红外线传感器的应用 (6)二、红外测距的方法和原理 (7)2.1几种红外测距原理及选择 (7)2.1.1 相位测距原理 (7)2.1.2 PSD测距原理 (9)2.1.3 带运动机构的双象比较法原理 (9)2.1.4 时间差测距法原理 (9)2.1.5 反射能量法原理 (9)2.1.6 红外测距原理的选择 (9)2.2红外测距系统的工作原理 (9)三、红外测距的基本结构及系统框图 (11)3.1红外测距的过程 (11)3.2红外测距系统框图 (11)3.3主要元件分析 (12)3.3.1 红外线发射器件 (12)3.3.2红外线光敏二极管 (13)四、红外测距硬件电路设计 (14)4.1单片机最小系统 (14)4.2红外发射电路设计 (16)4.3红外接收放大电路设计 (17)4.4电源电路 (19)4.5数码管显示电路 (21)五、软件模块设计 (23)5.1程序设计步骤 (23)5.2软件设计框图： (23)5.3红外测距A/D转换程序 (24)六、测量精度分析 (26)[参考文献] (27)附录 (28)致谢 (28)1.1 设计背景在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。
(完整版)红外线测距传感器工作原理
-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。
红外传感器的的测距基本原理为发光管发出红外光，光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。
根据发射光的强弱可以判断物体的距离，它的原理是接收管接收的光强随反射物体的距离而变化的，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。
汽车距离测量系统：
利用红外线测距传感器测量与前后两车之间的距离或者测量车倒车时与墙之间的距离。
具体测量车与其他障碍物之间的范围为20cm~100cm。
在车尾装一个红外测距传感器。
主要工作于露天停车场或者室内停车场。
组成框图：。
红外线测距原理
红外线测距原理随着现代科技的不断发展，人类对于测距的需求也日益增长。
红外线测距原理，是一种常见的测距方法，它可以准确地测量物体与测距仪之间的距离。
那么，红外线测距原理是如何实现的呢？下面，就让我们逐一了解。
一、发射红外线红外线测距的第一步，就是发射红外线。
红外线是一种波长较长的电磁波，它的频率介于可见光和微波之间。
发射红外线可以使用红外线发射器，这种器件可以向物体发射一定波长的红外线。
二、轻微偏转红外线发出后，会对物体表面产生反射。
当红外线照射到物体表面时，会轻微地偏转。
这种偏转是与物体的形状、表面质量和材质等因素相关的。
因此，当物体表面质量相同时，它们偏转的方向和程度也应该相同。
三、接收红外线为了接收物体反射回来的红外线，需要使用被动式红外线接收器。
这种器件比较敏感，可以通过检测红外线的强度和频率来确定物体反射回来的红外线信号。
四、处理信号由于物体距离测距仪的远近不同，因此它们反射回来的红外线信号也不同。
因此，需要通过处理红外线信号的强度和频率差异，来计算物体与测距仪之间的距离。
这个过程需要使用红外线信号处理器，它可以将红外线信号转换成数字信号，然后发送到显示屏上。
五、显示距离最后，测距仪的显示屏会显示物体与测距仪之间的距离。
这个距离可以通过简单的算术公式来确定，具体公式如下：距离（d）=光速（c）×时间（t）÷2其中，光速（c）为光在真空中的速度，约为每秒299792458米；时间（t）为红外线信号从发送器发射到被接收器接收的时间，单位为秒；÷2是因为红外线信号从测距仪发出后，需要经过一段距离，再从物体反射回来，所以需要将总时间除以2得到物体与测距仪之间的距离。
总之，红外线测距原理是一种基于红外线反射原理的测距方法，它可以用于实现物体与测距仪之间的距离测量。
尽管这种方法并不是完美的，但它是一种简单、便捷的测距方式，因此得到了广泛的应用。
红外测距的工作原理
红外测距的工作原理红外测距是一种常用的测量技术，可以通过红外线的特性来测量物体与测距设备之间的距离。
它的工作原理是利用红外线的传播特性和反射原理。
我们需要了解一下红外线的特性。
红外线是一种电磁辐射，其波长较长，无法被人眼所察觉。
而红外线的传播是以直线的方式进行的，当遇到物体时会发生反射、吸收或透射。
这些特性为红外测距提供了基础。
红外测距的设备通常由红外发射器和红外接收器组成。
红外发射器会发射一束红外线，这束红外线会照射到目标物体上。
目标物体与红外线的相互作用会导致红外线的反射、吸收或透射。
接下来是红外接收器的工作原理。
红外接收器会接收到被目标物体反射、吸收或透射的红外线。
接收器中包含一个红外敏感元件，它可以将红外线转换成电信号。
这个电信号会经过放大和处理，最终转换成与目标物体距离相关的输出信号。
红外测距的原理是根据红外线的反射时间来计算目标物体与测距设备之间的距离。
当红外线照射到目标物体上后，会经过一段时间后被红外接收器接收到。
根据红外线的传播速度和反射时间，可以计算出目标物体与测距设备之间的距离。
在红外测距中，可以使用不同的方法来计算距离。
其中一种常用的方法是时间差法。
该方法通过测量红外线从发射到接收的时间差来计算距离。
具体来说，红外发射器发射红外线后，红外接收器开始计时。
当接收到红外线后，停止计时。
根据时间差和红外线的传播速度，可以计算出目标物体与测距设备之间的距离。
除了时间差法，还可以使用强度法来进行红外测距。
强度法是通过测量红外线的强度来反推目标物体与测距设备之间的距离。
红外线在传播过程中会衰减，当红外线到达接收器时，它的强度会减弱。
通过测量接收到的红外线的强度，可以推断出目标物体与测距设备之间的距离。
红外测距技术在很多领域都得到了广泛应用，例如自动驾驶、智能家居、工业自动化等。
它具有测量精度高、响应速度快、非接触性等优点。
同时，红外测距也存在一些限制，例如受到环境光干扰、测量范围有限等。
红外测距原理
红外测距原理
红外测距是利用红外线的特性进行物体距离测量的一种技术。
红外线是一种电磁波，其波长介于可见光和微波之间。
红外测距的原理可以归纳为以下几点：
1. 发射红外线：红外测距传感器通常会通过内部的发射器发射红外线。
这些红外线的频率通常在红外光谱的近红外区域。
2. 反射红外线：发射的红外线会照射到测距传感器所要测量的物体上，并被物体表面反射。
3. 接收反射光：测距传感器内部的接收器会接收被物体表面反射的红外线。
接收器通常会根据接收到的光功率来判断物体的距离。
4. 时间差测量：为了测量物体的距离，测距传感器会测量发射红外线和接收反射光之间的时间差。
由于光速是已知的，通过时间差可以计算出物体与传感器的距离。
5. 距离计算：通过知道光速和时间差，测距传感器可以利用简单的公式计算出物体与传感器的距离。
常用的公式是距离 = （时间差 x 光速）/ 2。
需要注意的是，红外测距的准确性受到多种因素的影响，例如环境温度、物体的反射特性等。
因此，在进行红外测距时需要进行校准和适当的误差修正。
此外，不同型号的红外测距传感器可能会采用略有差异的测距原理和算法。
红外测距的工作原理
红外测距的工作原理
红外测距是一种利用红外线进行距离测量的技术。
其工作原理主要包括发射红外信号、接收反射信号和计算距离三个步骤。
1. 发射红外信号：红外测距传感器内部有一个红外线发射器，它会发射出一束红外线信号。
2. 接收反射信号：红外线发射器发射的红外线信号会照射到目标物体上，部分红外线信号会被目标物体反射回传感器。
3. 计算距离：传感器内部有一个红外线接收器，它接收到反射回来的红外线信号。
通过测量红外线信号的强度，可以计算出目标物体与传感器之间的距离。
具体的距离计算方式可能会因不同的红外测距传感器而有所不同。
有些传感器会根据红外线信号的强度与距离之间的关系，通过内部的算法计算出距离。
而有些传感器可能会使用时间差测量法，即通过计算红外线信号发射与接收的时间差来计算距离。
需要注意的是，红外测距技术在测量非常短距离时可能存在误差，而且可能会受到环境因素（如温度、湿度、光照等）的影响。
因此，在实际应用中需要根据具体情况来选择适合的红外测距传感器和相应的校准方法，以获得较准确的测量结果。
红外测距传感器原理和功能
红外测距传感器原理和功能：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。
利用的是红外线传播时的不扩散原理 ,因为红外线在穿越其它物质时折射率很小 ,所以长距离的测距仪都会考虑红外线 ,而红外线的传播是需要时间的 ,当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被接受到 ,再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离, 红外线的工作原理：利用高频调制的红外线在待测距离上往返产生的相位移推算出光束度越时间△t，从而根据D＝C△t/2得到距离D。
红外传感器的的测距基本原理为发光管发出红外光，光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。
根据发射光的强弱可以判断物体的距离，它的原理是接收管接收的光强随反射物体的距离而变化的，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。
目前，使用较多的一种传感器-红外光电开关，它的发射频率一般为38 kHz左右，探测距离一般比较短，通常被用作近距离障碍目标的识别。
本系统采用的即为此种传感器。
红外测距的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差。
超声波测距的优点是比较耐脏污，即使传感器上有尘土，只要没有堵死就可以测量，可以在较差的环境中使用，所以倒车雷达多半使用超声波，缺点是精度较低，有盲区，且成本较高。
红外线光电开关是一种新型的非接触式开关,不受其他光源的干扰和使用环境的限制,具有工作可靠、抗干扰能力强、响应速度快、寿命长等优点,而且,红外线虽是不可见光,但它的直线传播、反射、折射等物理属性均与可见光相似,在光的传播中可以使用聚焦透镜、折射棱镜等光学器件.光线不可见意味着有一定的隐蔽性,所以这种开关在工农业生产和安全警卫工作中,有着广泛的应用前景. 本文提出的红外线开关电路,其发送部分接收部分电路都不采用调制方式,这样可大大提高电路工作的可靠性,电路中又尽量使用可靠的集成电路,可使电路结构紧凑,使用元件少,给… ......红外传感器检测方式：反射式，对射式，镜面反射式三种。
红外测距传感器的原理与设计最终版讲解
红外测距传感器的原理与设计摘要：现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
为了实现物体近距离、高精度的无线测量，我采用红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换、显示以及与PC机的通信程序，开发了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，并且可以将距离量通过串口发送到PC机显示处理、本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用，另外本系统形成了一套完善的软硬件开发平台，可以进行扩展、移植和做进一步的开发。
关键词：红外测距；68HC11E1；A/D转换；一、绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2红外线简介 (1)1.3红外线传感器概述 (2)1.3.1 红外线传感器系统介绍 (2)1.3.2 红外线传感器的分类 (3)1.3.3 红外线传感器的应用 (6)二、红外测距的方法和原理 (7)2.1几种红外测距原理及选择 (7)2.1.1 相位测距原理 (7)2.1.2 PSD测距原理 (9)2.1.3 带运动机构的双象比较法原理 (9)2.1.4 时间差测距法原理 (9)2.1.5 反射能量法原理 (9)2.1.6 红外测距原理的选择 (9)2.2红外测距系统的工作原理 (9)三、红外测距的基本结构及系统框图 (11)3.1红外测距的过程 (11)3.2红外测距系统框图 (11)3.3主要元件分析 (12)3.3.1 红外线发射器件 (12)3.3.2红外线光敏二极管 (13)四、红外测距硬件电路设计 (14)4.1单片机最小系统 (14)4.2红外发射电路设计 (16)4.3红外接收放大电路设计 (17)4.4电源电路 (19)4.5数码管显示电路 (21)五、软件模块设计 (23)5.1程序设计步骤 (23)5.2软件设计框图： (23)5.3红外测距A/D转换程序 (24)六、测量精度分析 (26)[参考文献] (27)附录 (28)致谢 (28)1.1 设计背景在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。
红外测距的工作原理
红外测距的工作原理红外测距是一种常用的非接触式测距技术，它利用红外线的特性来实现物体距离的测量。
红外线是一种电磁波，其波长范围在红色可见光和微波之间。
红外测距的工作原理可简单描述为：发射红外线，接收反射红外线，根据时间差计算距离。
红外测距的工作原理是基于光的反射与接收的原理。
红外测距系统由发射器和接收器组成。
发射器发射一束红外线，该红外线会照射到目标物体上。
目标物体会反射一部分红外线回到接收器上。
接收器接收到反射的红外线，并将其转化为电信号。
发射器和接收器之间的时间差可以用来计算物体与红外测距系统之间的距离。
这是因为红外线在空气中传播的速度是已知的，可以通过测量发射和接收红外线之间的时间差来计算距离。
根据光的速度为3×10^8 m/s，可以使用以下公式计算距离：距离 = 光速× 时间差 / 2其中时间差是接收器接收到反射红外线的时间与发射器发射红外线的时间之间的差值。
红外测距的精度和稳定性取决于发射器和接收器的性能。
发射器需要能够产生稳定的红外线，并具有适当的发射功率和波长。
接收器需要能够高效地接收反射的红外线，并将其转化为准确的电信号。
此外，环境因素如光照强度、温度和湿度等也会对红外测距的精度和稳定性产生影响，因此需要对这些因素进行适当的校正和补偿。
红外测距技术在许多领域都得到了广泛应用。
在自动化控制系统中，红外测距可以用于测量物体的位置和距离，从而实现自动化控制和导航。
在工业领域，红外测距可以用于测量物体的尺寸和位置，实现精确的生产和装配。
在安防领域，红外测距可以用于监测和报警，提高安全性和防护能力。
在无人驾驶领域，红外测距可以用于障碍物检测和避障，提高自动驾驶的安全性和可靠性。
除了测量距离，红外测距还可以用于测量物体的其他参数，如温度和湿度等。
通过选择不同波长的红外线，可以实现对不同参数的测量。
例如，红外热成像技术利用红外线的热辐射特性，可以实现对物体温度的测量和图像显示。
实验三 红外测距原理实验
光电成像器件实验报告实验题目实验三红外测距原理实验日期2016.4.20姓名杨智超组别双2班级13光电子班学号134090340【实验目的】1、掌握红外测距的三角测距原理；2、掌握红外测距仪的光学通路结构；3、学会分析红外测距三角结构中各元件的作用。
【实验器材】光电技术创新综合实验平台一台红外测距实验模块1块连接导线若干挡板1块卷尺1把【实验原理】红外测距仪是一种光电传感器，它通过发射红外线并测量红外线被反射回来的时间或相位来计算被测物体和测距模块之间距离，以电压大小的形式输出给主控制器，得出测量距离。
1、红外测距结构原理红外测距主要通过三种原理来实现。
其中最直接的方法是往返测时法，它通过测量红外线发射到红外线接收的时间间隔t，即可得到测量距离D为：（式1-1）这种方法快速直接，且距离D与时间t成线性关系，理论上可测出任意范围的距离。
但由于光速C很大，时间间隔t将很小，受电子技术及电子器件速度的限制，实际上无法无穷小的测量时间，故该方法仅适合远距离测量（大于1km）。
相位测距仪是在往返测距仪的基础上发展出来的。
它通过高频调制发射光，利用相位计比较发射信号与接收信号的相位，得到调制光在往返时引起的相移，从而得到往返时间t，求出距离D。
这种方法的测量范围在300m--1km，它虽然不需要高速待腻子器件来测量时间，但其测量精度依赖于频率产生电路与差频测量电路，从而造成其电路造价的升高。
三角测量原理利用发射光源、测量物体与接收器形成的三角关系，来计算目标物体的距离。
该方法简单易行，造价低，测量范围在几厘米到几米之间，适合于近距离测量，主要用于机器人障碍识别、汽车避障等。
本实验即采用三角测距法来实现红外测距模块，为学生提供组装、测试、调试红外测距的实验平台，帮助学生牢固的掌握红外测距的基本原理与实现方法。
2、三角测距原理图1红外三角测距结构原理图红外三角测距法的结构原理如图1所示，包括校准光束、准直透镜及光电位置检测器PSD 元件。
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红外测距传感器的原理与设计摘要：现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
为了实现物体近距离、高精度的无线测量，我采用红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换、显示以及与PC机的通信程序，开发了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，并且可以将距离量通过串口发送到PC机显示处理、本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用，另外本系统形成了一套完善的软硬件开发平台，可以进行扩展、移植和做进一步的开发。
关键词：红外测距；68HC11E1；A/D转换；目录一、绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2红外线简介 (1)1.3红外线传感器概述 (2)1.3.1 红外线传感器系统介绍 (2)1.3.2 红外线传感器的分类 (4)1.3.3 红外线传感器的应用 (7)二、红外测距的方法和原理 (8)2.1几种红外测距原理及选择 (8)2.1.1 相位测距原理 (8)2.1.2 PSD测距原理 (11)2.1.3 带运动机构的双象比较法原理 (11)2.1.4 时间差测距法原理 (11)2.1.5 反射能量法原理 (11)2.1.6 红外测距原理的选择 (12)2.2红外测距系统的工作原理 (12)三、红外测距的基本结构及系统框图 (13)3.1红外测距的过程 (13)3.2红外测距系统框图 (14)3.3主要元件分析 (14)3.3.1 红外线发射器件 (14)3.3.2红外线光敏二极管 (15)四、红外测距硬件电路设计 (17)4.1单片机最小系统 (17)4.2红外发射电路设计 (19)4.3红外接收放大电路设计 (21)4.4电源电路 (23)4.5数码管显示电路 (27)五、软件模块设计 (28)5.1程序设计步骤 (28)5.2软件设计框图： (29)5.3红外测距A/D转换程序 (29)六、测量精度分析 (31)[参考文献] (32)附录 (33)致 (34)一、绪论1.1 设计背景在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。
现代科学技术的发展进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。
其中激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来的激光束探测物体的距离。
由于受恶劣的天气、污染等因素影响，使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右，损失很大，影响探测的精确度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵，现在几乎还没有开拓民用市场；超声波测距在国外已有人做过研究，由于采用特殊专用元件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊的光波，具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成的测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。
红外线测距传感器有它的几个特点，远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离；有同步输入端，可多个传感器同步测量；测量围广，响应时间短；外形设计紧凑，易于安装，便于操作；所以它的应用价值比较高。
另外红外测距的应用越来越普遍。
在很多领域都可以用到红外测距仪。
红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。
当前红外测距仪的发展趋势是向测量更安全、测量精度高、系统能耗小、体积小型化方向发展。
1.2 红外线简介近二十年来，红外辐射技术已成为一门迅速发展的新兴技术科学，它已广泛应用于生产、科研、军事、医学等各个领域。
红外辐射技术是发展测量技术、遥感技术和空间科学技术的重要手段。
红外辐射俗称红外线，又称红外光，它是一种人眼看不见的光线，但实际上它和其他任何光线一样，也是一种客观存在的物质，任何物质只要它的湿度高于绝对零度，就有红外线向周围空间辐射。
它的波长介于可见光和微波之间，它的波长围大致在0.75μM-1000μM的频谱围之，红外线与可见光、紫外线、x射线、y射线和微波、无线电波一起构成了整个无线连续的电磁波谱。
在红外技术中，一般将红外辐射分为四个区域，即近红外区、中红外区、远红外区和极远红外区。
它已在科技、国防和工农业生产等领域获得广泛的应用。
1.3 红外线传感器概述1.3.1 红外线传感器系统介绍1.待测目标根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
2.大气衰减待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。
3.光学接收器它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。
相当于雷达天线，常用是物镜。
4.辐射调制器。
对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。
又称调制盘或斩波器，它具有多种结构。
5.红外探测器这是红外系统的核心。
它是将红外辐射能转换为电能的光敏器件，利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器。
多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。
此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
6.探测器制冷器由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。
经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。
7.信号处理系统。
将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。
然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。
8.显示设备。
这是红外设备的终端设备。
常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
依照上面的流程，红外系统就可以成相应的物理量完的测量。
红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。
下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。
热探测器是利用辐射热效应，使探测元件接收到辐射能后引起温度升高，进而使探测器有依赖于温度的变化而发生变化的性能。
检测其中某一性能的变化，便可探测出辐射。
多数情况下是通过热电变化来探测辐射的。
当元件接收辐射，引起非电量的物理变化时，可以通过适当的变换后测量相应的电量变化。
欧姆龙公司生产的漫反射式和对射式光电传感器，这两种传感器主要用于事件检测和物体定位。
红外传感器已经在现代化的生产实践中发挥着它的巨大作用，随着探测设备和其他部分的技术的提高，红外传感器能够拥有更多的性能和更好的灵敏度。
1.3.2 红外线传感器的分类常见红外传感器可分为热传感器和光子传感器。
(1)热传感器热传感器是利用入射红外辐射引起传感器的温度变化，进而使有关物理参数发生相应的变化，通过测量有关物理参数的变化来确定红外传感器所吸收的红外辐射。
热探测器的主要优点是相应波段宽，可以在室温下工作，使用简单。
但是，热传感器相应时间较长，灵敏度较低，一般用于低频调制的场合。
热传感器主要类型有：热敏传感器型，热电偶型，高莱气动型和热释放电型四种。
(a)热敏电阻型传感器热敏电阻是由锰、镍、钴的氧化物混合后烧解而成的，热敏电阻一般制成薄片状，当红外辐射照射在热敏电阻上，其温度升高，电阻值减少。
测量热敏电阻值变化的大小，即可得知入射的红外辐射的强弱，从而可以判断产生红外辐射物体的温度。
(b)热电偶型传感器热电偶是由热电功率差别较大的两种材料构成。
当红外辐射到这两种金属材料构成的闭合回路的接点上时，该接点温度升高。
而另一个没有被红外辐射辐照的接点处于较低的温度，此时，在闭合回路中将产生温差电流。
同时回路中产生温差电势，温差电势的大小，反映了接点吸收红外辐射的强弱。
利用温差电势现象制成的红外传感器称为热电偶型红外传感器，因其时间常数较大，相应时间较长，动态特性较差，调制频率应限制在10HZ以下。
(c)莱气动型传感器高莱气动型传感器是利用气体吸收红外辐射后，温度升高，体积增大的特性，来反映红外辐射的强弱。
它有一个气室，以一个小管道与一块柔性薄片相连。
薄片的背向管道一面是反射镜。
气室的前面附有吸收模，它是低热容量的薄膜。
红外辐射通过窗口入射到吸收模上，吸收模将吸收的热能传给气体，使气体温度升高，气压增大，从而使柔镜移动。
在室的另一边，一束可见光通过栅状光栏聚焦在柔镜上，经柔镜反射回来的栅状图像又经过栅状光栏投射到光电管上。
当柔镜因压力变化而移动时，栅状图像与栅状光栏发生相对位移，使落到光电管上的光量发生改变，光电管的输出信号也发生变化，这个变化量就反映出入射红外辐射的强弱。
这种传感器的特点是灵敏度高，性能稳定。
但响应时间性长，结构复杂，强度较差，只适合于实验室使用。
(d)热释电型传感器热释电型传感器是一种具有极化现象的热晶体或称“铁电体”。
铁电体的极化强度（单位面积上的电荷）与温度有关。
当红外线辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时，引起薄片温度升高，使其极化强度降低，表面电荷减少，这相当于释放一部分电荷，所以叫做热释电型传感器。
如果将负载电阻与铁电体薄片相连，则负载电阻上便产生一个电信号输出。
输出信号的大小，取决于薄片温度变化的快慢，从而反映入射的红外辐射的强弱。
由此可见，热释电型红外传感器的电压响应率正比于入射辐射变化的速率。
当恒定的红外辐射照射在热释电传感器上时，传感器没有电信号输出。
只有铁电体温度处于变化过程中，才有电信号输出。
所以，必须对红外辐射进行调制（或称斩光），使恒定的辐射变成交变辐射，不断的引起传感器的温度变化，才能导致热释电产生，并输出交变的信号。
(2)光子传感器光子传感器是利用某些半导体材料在入射光的照射下，产生光子效应，使材料电学性质发生变化。
通过测量电学性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。
利用光子效应所制成的红外传感器。
统称光子传感器。
光子传感器的主要特点灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率。
但其一般须在低温下工作，探测波段较窄。
按照光子传感器的工作原理，一般可分为光电和外光电传感器两种，后者又分为光电导传感器、光生伏特传感器和光磁电传感器等三种。
(a)外光电传感器当光辐射在某些材料的表面上时，若入射光的光子能量足够大时，就能使材料的电子逸出表面，这种现象叫外光电效应或光电子发射效应。
光电二极管、光电倍增管等便属于这种类型的电子传感器。
它的响应速度比较快，一般只需几个毫微秒。
但电子逸出需要较大的光子能量，只适宜于近红外辐射或可见光围使用。
(b)光电导传感器当红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫光电导现象。
利用光电导现象制成的传感器称为光导传感器，如硫化铅、硒化铅、锑化铟、碲隔汞等材料都可制光电导传感器。
使用光电导传感器时，需要制冷和加一定的偏压，否则会使响应率降低，噪声大，响应波段窄，以致使红外线传感器损坏。