자율주행차가 앞의 장애물을 감지하는 방법, 산업용 로봇이 조립선에 있는 부품들을 정확하게 잡는 방법, 또는 스마트 홈 시스템이 당신의 위치에 따라 조명을 조정하는 방법을 생각해보세요.이 모든 기술적 기적이 중요한 요소에 의존합니다.이 기사에서는 이러한 측정 도구의 근본 원칙에서 실제 응용에 이르기까지 과학을 탐구합니다.
거리 센서는 물체와 센서 자체 사이의 공간을 측정합니다.내부 광원 (LED 또는 레이저 다이오드) 은 대상 물체에서 반사되는 빔을 방출합니다.센서의 광 수용체 (PSD 또는 CMOS) 는 반사 된 빛을 캡처하고 광 데이터를 처리하고 거리를 측정으로 변환합니다.
두 가지 주요 측정 방법론이 이 분야를 지배하고 있습니다. 삼각법과 비행 시간 (TOF) 기술입니다.
이 접근법은 기하학적 삼각형화 원리를 사용합니다. 빛 빔은 목표물에서 반사되고 렌즈를 통해 광 수용체 (PSD 또는 CMOS) 에 초점을 맞춘다. 물체의 거리가 변함에 따라,반사 위치가 수용체에 이동알려진 기하학적 매개 변수 (소스-리시버 거리, 렌즈 초점 거리) 로 위치 변화를 분석함으로써 시스템은 정확한 거리를 계산합니다.
추가적인 금속산화 반도체 센서는 픽셀 배열을 사용하여 각 지점에서 빛의 강도를 감지합니다. 픽셀 출력을 분석함으로써,이 시스템은 반사 위치를 특별한 정확도로 결정합니다., 품질 관리 및 정밀 제조에 이상적인 미크론 수준의 측정이 가능합니다.
위치 민감 탐지기는 빛 점 위치에 대응하는 아날로그 신호를 생성합니다. 이 시스템은 반사 위치를 계산하기 위해 두 개의 출력 신호 (A 및 B) 를 처리합니다.CMOS보다 빠른 응답 시간을 제공하면서, PSD 센서는 동적인 산업 프로세스에 적합하도록 속도와 약간의 측정 정밀도를 교환합니다.
TOF 센서는 방출과 반사 사이의 빛의 왕복 시간을 측정하여 거리를 계산합니다. 빛의 속도의 일정한 값을 감안할 때, 경과한 시간은 직접 거리로 변환됩니다.이 시스템은 일반적으로 정밀 시간 회로와 결합 된 펄스 레이저 또는 LED를 사용합니다..
이 접근법 은 연속 레이저 빔 을 조절 하고, 출선파 와 반전파 사이의 단계 차이 를 측정 한다.제한된 운용 범위를 가지고 있지만응용 분야는 지형 지도 및 밀리미터 정확도가 중요한 건축 조사를 포함한다.
분별 레이저 펄스의 왕복시간을 측정함으로써, 이 시스템은 장거리 측정에서 우수한 지각 저항력을 가지고 있습니다.그들의 킬로미터 범위 능력은 자율주행 차량 내비게이션과 대규모 산업 모니터링과 같은 애플리케이션에 도움이 됩니다..
둘 다 공간 관계를 측정하지만, 이 센서 유형은 서로 다른 목적을 가지고 있습니다.이동 센서는 짧은 거리 (밀리미터에서 센티미터) 에서 현미경 측정 (마이크로미터 규모) 에 특화 되어 있다, 정밀 공학 및 나노 기술에 매우 중요합니다. 거리 센서는 밀리미터 수준의 정확도로 더 큰 규모 (센티미터에서 미터) 에서 작동합니다.로보틱스에서 스마트 인프라에 이르기까지 광범위한 응용 프로그램을 제공합니다..
적절한 거리 센서를 선택하려면 여러 매개 변수를 평가해야합니다.
현대적 응용 프로그램은 수많은 산업에 걸쳐 있습니다.
자동화가 현대 생활에 침투함에 따라, 거리 센서는 기계 시스템을 지능형 네트워크로 변환하는 근본적인 활성화 요소로 작용합니다.이 기술들의 운영 원칙과 선택 기준을 이해하는 것은 엔지니어들에게 이러한 기술을 효과적으로 구현할 수 있게 해줍니다., 수많은 응용 프로그램에서 혁신을 촉진합니다.
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