声纳和超声波传感器都使用声波来检测和识别远处的物体。但是，超声波传感器专门发射超声波；即频率大于人类可听范围上限的振动。在声纳和超声波传感器中，物体发射或反射的声波由设备检测并分析它们包含的信息，从而识别沿其表面的轮廓。

　声纳（声纳导航和测距）技术最初是作为一种探测冰山的手段而开发的，在第一次世界大战期间，为了应对日益增长的潜艇战威胁，人们对它越来越感兴趣。声纳传感器发出声波信号，当遇到障碍物（物体）时反射回来，然后根据反射时间和波型计算物体的距离和位置。

　主动声纳使用声音发射器（或投影仪）和接收器。它产生声音脉冲，然后监听脉冲的反射/回声。该声音脉冲通常使用由信号发生器、功率放大器和电声换能器组成的声纳投影仪以电子方式生成。换能器是一种可以发送和接收声学信号（“ping”）的设备。为了测量到物体的距离，从脉冲发送到接收的时间被测量并使用已知的声速转换为距离。

　被动声纳监听而不发射。它经常用于军事环境，尽管它也用于科学应用，特别是在海洋生物学中。被动声纳几乎可以涵盖任何涉及远程生成声音的分析技术，尽管它通常仅限于应用于水生环境的技术。声纳系统中使用的声波频率从非常低（次声，通常小于20Hz）到极高（超声波，大于20kHz）不等。一般来说，较低的频率具有较长的范围，而较高的频率为给定的方向性提供更好的分辨率和更小的尺寸。声纳传感器主要用于探测生物，广泛用于探测水下动物及其运动。

　超声波传感器尤其使用超声波。超声波是一种高于人类听觉的振动频率。超声波传感器发出一系列超声波脉冲，计算回声从物体弹回后返回所需的时间，并将反射声转换为电信号。超声波传感器的两个主要组件是：发射器（使用压电晶体产生声音）和接收器（在声音往返于目标后检测声音）。这两个组件可以组合成一个包。传感器使用声速来计算到物体的距离。

　声纳和超声波传感器基本上使用相同的技术。两者都有一个3维检测区域-形状像一个锥形-这使它们成为区域检测的理想选择。此外，它们在检测透明物体、黑色物体和许多液体方面也没有问题。在某些情况下，基于声音的传感器可能比雷达更有效地检测物体。例如，虽然雷达，甚至基于光的传感器都难以正确处理透明塑料，但超声波传感器对此没有任何问题。它们不受被检测材料颜色的影响。另一方面，如果物体是由吸收声音的材料制成的，或者被配置或成形为使其反射声波远离接收器，则读数将不可靠。

　与红外（IR）传感器相比，超声波传感器主要用作接近传感器。它们可以在自动泊车技术和防撞安全系统中找到。它们还用于机器人障碍物检测系统。超声波传感器在工业（制造）、国防和医学领域有着众多不可或缺的应用。超声波在工业中的典型应用是无损检测（使用声波检测零件和材料的变形和缺陷）和超声波测厚仪。

　在医学上，超声换能器在非侵入性内部成像检查中提供了不可或缺的用途。超声成像是通过使用超声的回声时间和反射声的多普勒频移来确定到目标内部器官的距离及其运动来创建的。水位传感是另一个很好的用途，可以通过将传感器放置在水面上方以“看到”水体底部来实现。通过正确的设置，超声波传感器甚至可以测量流体流速。在最简单的情况下，发射器和接收器（在这种配置中应该是分开的）与流体的流动对齐。由于声音通过移动介质传播，因此相对于流体元素的声速将随着流体本身的速度而增加或减少。这可以通过将发射器和接收器彼此以一定角度对齐来应用于管道内的流动，根据两者之间的三角关系计算有效速度增加。通过使用来自多个超声波元件的数据，可以提高流速精度，使结果精确到几个百分点。

　综上所述，声纳和超声波传感器的工作原理是利用声波探测物体，接收目标的反射回波来测量距离。主动声纳发射脉冲以精确找到物体，而被动声纳只接收其范围内物体的回波。超声波传感器的工作频率大于20kHz。这些系统中使用的传感器能够将交流电转换为超声波，反之亦然；将超声波转换为交流电。一些系统使用单独的传感器进行发送和接收，而另一些系统将这两种功能结合到一个传感器或收发器中。这些系统根据飞行时间测量和传播介质中的声速确定距离。