1. ปัญหาการสึกหรอและอายุการใช้งานเนื่องจากการสัมผัสทางกายภาพ
ข้อเสียที่พื้นฐานที่สุดของเซ็นเซอร์วัดระยะทางแบบสัมผัส (เช่น แบบพอเทนชิออมิเตอร์ แบบตัวต้านทาน แบบอินดักทีฟ สวิตช์จำกัดการเคลื่อนที่แบบกลไก ฯลฯ) อยู่ที่ว่าเซ็นเซอร์เหล่านี้จำเป็นต้องสัมผัสทางกายภาพกับวัตถุที่ต้องการวัดจึงจะสามารถทำการวัดได้สำเร็จ กลไกการทำงานแบบสัมผัสนี้ทำให้หัววัด หัวสัมผัส หรือชิ้นส่วนเลื่อนของเซ็นเซอร์ต้องเผชิญกับการสึกหรอทางกลไกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในระหว่างการทำงานระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่มีการวัดบ่อยครั้งหรือการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง แรงเสียดทานจะทำให้พื้นผิวสัมผัสสึกหรอลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งนำไปสู่การลดลงของความแม่นยำในการวัด การเบี่ยงเบนของสัญญาณ และแม้กระทั่งความเสียหายทางกลไก ในทางตรงกันข้าม เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้หลักการวัดแบบไม่สัมผัส โดยคำนวณระยะทางผ่านการส่งและรับพัลส์คลื่นเสียงความถี่สูง ระหว่างหัววัดกับวัตถุที่ต้องการวัดไม่จำเป็นต้องมีการสัมผัสทางกายภาพใดๆ ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาการสึกหรอทางกลไก อายุการใช้งานโดยทั่วไปยาวนานกว่า และความต้องการในการบำรุงรักษาก็ต่ำกว่า
2. อาจทำให้พื้นผิวของวัตถุที่วัดเกิดความเสียหาย
เนื่องจากเซ็นเซอร์แบบสัมผัสจำเป็นต้องแตะต้องกับเป้าหมายที่ต้องการวัด ในบางสถานการณ์การใช้งานอาจทำให้เกิดรอยขีดข่วน รอยบุ๋ม หรือการปนเปื้อนบนพื้นผิวของวัตถุ ตัวอย่างเช่น เมื่อวัดวัตถุที่ละเอียดอ่อน เช่น เลนส์ออปติคอลที่มีความแม่นยำสูง พื้นผิวโลหะขัดเงา วัสดุฟิล์มบาง หรือบรรจุภัณฑ์อาหาร การสัมผัสทางกลไกของเซ็นเซอร์แบบสัมผัสอาจทำลายรูปลักษณ์ภายนอกของผลิตภัณฑ์หรือส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ส่วนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกนั้นทำการวัดผ่านการส่งผ่านของคลื่นเสียง โดยสมบูรณ์แล้วไม่สร้างผลกระทบทางกายภาพใดๆ ต่อพื้นผิวของวัตถุที่วัด จึงเหมาะเป็นพิเศษสำหรับเป้าหมายที่เปราะบาง ง่ายต่อการเปลี่ยนรูป หรือมีความต้องการด้านคุณภาพพื้นผิวสูง
3. ขอบเขตการวัดถูกจำกัด
ขอบเขตการวัดของเซ็นเซอร์วัดระยะทางแบบสัมผัสมักถูกจำกัดอย่างเข้มงวดโดยโครงสร้างทางกลไก ตัวอย่างเช่น ระยะการเคลื่อนที่ของเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่เชิงเส้นขึ้นอยู่กับความยาวทางกายภาพของรางนำทางหรือแกนตัวต้านทานของมัน เมื่อเกินขอบเขตนี้ เซ็นเซอร์จะไม่สามารถทำงานได้หรืออาจเกิดความเสียหายทางกลไก ส่วนเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีขอบเขตการวัดที่ค่อนข้างยืดหยุ่น โดยการปรับกำลังส่งและความไวในการรับของคลื่นอัลตราโซนิก สามารถทำการวัดระยะทางได้ตั้งแต่ไม่กี่เซนติเมตรไปจนถึงหลายเมตรหรือแม้กระทั่งเกินสิบเมตร ซึ่งขอบเขตการครอบคลุมนี้เกินกว่าเซ็นเซอร์แบบสัมผัสส่วนใหญ่มาก
4. ประสิทธิภาพการตอบสนองแบบไดนามิกไม่เพียงพอ
เนื่องจากมีชิ้นส่วนส่งถ่ายกำลังทางกลไก (เช่น สปริง คานกระดก ตัวเลื่อน ฯลฯ) ความเร็วในการตอบสนองแบบไดนามิกของเซ็นเซอร์แบบสัมผัสจึงถูกจำกัดโดยความเฉื่อยทางกลไกและแรงเสียดทาน ทำให้ยากต่อการทำการวัดแบบเรียลไทม์ด้วยความเร็วสูง เมื่อวัดเป้าหมายที่เคลื่อนที่เร็วหรือสั่นสะเทือน ชิ้นส่วนกลไกอาจตามไม่ทันการเคลื่อนไหวของเป้าหมาย ส่งผลให้เกิดการหน่วงของการวัดหรือการบิดเบือนของสัญญาณ แม้ว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะถูกจำกัดด้วยความเร็วในการเคลื่อนที่ของคลื่นเสียง แต่ความเร็วในการประมวลผลสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ของมันนั้นรวดเร็วมาก และไม่ได้รับผลกระทบจากความเฉื่อยทางกลไก ดังนั้นในสถานการณ์การวัดแบบไดนามิกจึงมักมีประสิทธิภาพดีกว่า
5. ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมต่ำ
ประสิทธิภาพการทำงานของเซ็นเซอร์แบบสัมผัสง่ายต่อการได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสภาพแวดล้อม ความชื้น ฝุ่น คราบน้ำมัน และสื่อกัดกร่อน ตัวอย่างเช่น ฝุ่นและคราบน้ำมันอาจสะสมบนรางเลื่อน เพิ่มแรงต้านทานจากแรงเสียดทานและทำให้เกิดการติดขัด สภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือกัดกร่อนอาจทำให้จุดสัมผัสโลหะเกิดออกซิเดชันหรือสนิม ส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้า แม้ว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะได้รับผลกระทบบ้างจากอุณหภูมิสภาพแวดล้อม (ซึ่งส่งผลต่อความเร็วเสียง) และกระแสอากาศ แต่หัววัดของมันสามารถออกแบบให้ปิดสนิทได้ โครงสร้างโดยรวมมีความทนทานมากกว่า ความสามารถในการปรับตัวในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่รุนแรง (เช่น ฝุ่นมาก ความชื้นสูง มีคราบน้ำมัน) ชัดเจนว่าดีกว่าเซ็นเซอร์แบบสัมผัสอย่างมาก
6. บริเวณตาบอดการวัดและข้อจำกัดในการติดตั้ง
เซ็นเซอร์แบบสัมผัสต้องการรักษาตำแหน่งและทิศทางการสัมผัสที่เฉพาะเจาะจงกับวัตถุที่วัด และการติดตั้งมักถูกจำกัดอย่างเข้มงวโดยการจัดวางพื้นที่ บางเซ็นเซอร์แบบสัมผัสยังมีบริเวณตาบอดการวัด ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถวัดระยะทางที่สั้นหรือยาวเกินไปได้ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกก็มีบริเวณตาบอดบางอย่างเช่นกัน (ในระยะใกล้มากไม่สามารถแยกแยะคลื่นส่งกับคลื่นสะท้อนได้) แต่วิธีการติดตั้งของมันยืดหยุ่นกว่า สามารถมุ่งไปยังเป้าหมายที่วัดจากมุมต่างๆ ได้ และไม่จำเป็นต้องพิจารณาปัญหาทิศทางของแรงสัมผัส
7. ข้อจำกัดด้านความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำ
แม้ว่าบางเซ็นเซอร์แบบสัมผัสที่มีความแม่นยำสูง (เช่น มาตรวัดแสงคู่กับหัววัดแบบสัมผัส) จะสามารถบรรลุความแม่นยำในการวัดที่สูงมาก แต่เซ็นเซอร์วัดระยะทางแบบสัมผัสทั่วไปเนื่องจากมีช่องว่างทางกลไก การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น และความไม่แน่นอนของแรงเสียดทาน ความแม่นยำในการทำซ้ำของการวัดจึงมักยากที่จะรับประกัน ความแตกต่างเล็กน้อยในแรงสัมผัส มุม และตำแหน่งในแต่ละครั้งอาจกลายเป็นความคลาดเคลื่อนในการวัด เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกแม้จะได้รับผลกระทบจากปัจจัยสภาพแวดล้อม (เช่น อุณหภูมิ ความหนาแน่นของอากาศ) และต้องการการชดเชย แต่หลักการวัดของมันขึ้นอยู่กับวิธีการวัดเวลาการเดินทางของคลื่น (Time-of-Flight) มีความสามารถในการทำซ้ำที่ดี และไม่มีความคลาดเคลื่อนแบบสุ่มที่เกิดจากการสัมผัสทางกลไกที่ไม่สม่ำเสมอ
8. ต้นทุนการบำรุงรักษาและความจำเป็นในการสอบเทียบ
เนื่องจากมีการสึกหรอทางกลไก เซ็นเซอร์แบบสัมผัสต้องการการทำความสะอาด การหล่อลื่น การสอบเทียบเป็นประจำ และแม้กระทั่งการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอ ต้นทุนการบำรุงรักษาจึงค่อนข้างสูง ในสายการผลิตอัตโนมัติหรืออุปกรณ์ที่ยากต่อการหยุดทำงาน ความต้องการในการบำรุงรักษานี้จะเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานและเวลาหยุดทำงานของเครื่องจักรอย่างมีนัยสำคัญ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีโครงสร้างเรียบง่าย ไม่มีชิ้นส่วนเคลื่อนที่ การบำรุงรักษาประจำวันส่วนใหญ่เป็นเพียงการทำความสะอาดพื้นผิวหัววัด ปริมาณงานบำรุงรักษาน้อย ต้นทุนรวมในการใช้งานระยะยาวมีความได้เปรียบที่ชัดเจนกว่า
9. ข้อจำกัดในสถานการณ์การใช้งาน
เซ็นเซอร์แบบสัมผัสไม่สามารถวัดเป้าหมายที่มีลักษณะอันตราย เช่น อุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือมีลักษณะกัดกร่อนรุนแรง กัมมันตรังสี เนื่องจากการสัมผัสโดยตรงอาจทำให้เซ็นเซอร์เองเกิดความเสียหายหรือสร้างภัยคุกคามต่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสามารถทำการวัดจากระยะทางที่ปลอดภัยได้ จึงเหมาะสมกว่าสำหรับสภาวะการทำงานพิเศษเหล่านี้ นอกจากนี้ สำหรับวัตถุที่อ่อนนุ่ม ง่ายต่อการเปลี่ยนรูป หรือมีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ การวัดแบบสัมผัสอาจเกิดความคลาดเคลื่อนจากการเปลี่ยนรูปของวัตถุที่เกิดจากแรงสัมผัส ในขณะที่คุณสมบัติแบบไม่สัมผัสของอัลตราโซนิกสามารถหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
โดยสรุป ข้อเสียหลักของเซ็นเซอร์วัดระยะทางแบบสัมผัสเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ได้แก่ การสึกหรอและการลดลงของอายุการใช้งานเนื่องจากการสัมผัสทางกายภาพ ความเป็นไปได้ที่จะทำให้พื้นผิวของวัตถุที่วัดเกิดความเสียหาย ขอบเขตการวัดถูกจำกัด ประสิทธิภาพการตอบสนองแบบไดนามิกไม่เพียงพอ ความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อมต่ำ ความยืดหยุ่นในการติดตั้งไม่เพียงพอ ความแม่นยำในการทำซ้ำได้รับผลกระทบจากปัจจัยทางกลไก ต้นทุนการบำรุงรักษาสูง และสถานการณ์การใช้งานถูกจำกัด ดังนั้น ในด้านอุตสาหกรรมอัตโนมัติสมัยใหม่ การผลิตอัจฉริยะ และการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย เทคโนโลยีการวัดแบบไม่สัมผัส (รวมถึงอัลตราโซนิก เลเซอร์ อินฟราเรด ฯลฯ) กำลังค่อยๆ แทนที่โซลูชันการวัดแบบสัมผัสแบบดั้งเดิม และกลายเป็นตัวเลือกหลักสำหรับการตรวจสอบระยะทางและการเคลื่อนที่ แน่นอนว่า เซ็นเซอร์แบบสัมผัสในบางสถานการณ์เฉพาะเจาะจง (เช่น เมื่อต้องการรับรู้แรงสัมผัสอย่างแม่นยำ หรือเมื่อสภาพแวดล้อมการวัดอยู่ในขั้นวิกฤติและการส่งผ่านของคลื่นเสียงถูกขัดขวาง) ยังคงมีข้อได้เปรียบที่ไม่สามารถแทนที่ได้ อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานวัดระยะทางทั่วไปส่วนใหญ่ ข้อเสียเหล่านี้ทำให้ความสามารถในการแข่งขันของเซ็นเซอร์แบบสัมผัสด้อยกว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกอย่างชัดเจน
