超聲波測距離傳感器測量原理是通過超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播時碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為v，而根據計時器記錄的測出發射和接收回波的時間差△t，就可以計算出發射點距障礙物的距離S，即：
S=v·△t/2；
這就是所謂的時間差測距法。
由于超聲波也是一種聲波，其聲速C與溫度有關，不同溫度下的聲速有異。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334 m/s，但其傳播速度V易受空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響，其中受溫度的影響較大，如溫度每升高1℃，聲速增加約0.6 m/s。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以校正。已知現場環境溫度T時，超聲波傳播速度V的計算公式為：
V=331.45+0.607T；
聲速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。這就是超聲波測距離的主要機理。
超聲波測距離傳感器在結構上超聲波發生器是一個超聲頻電子振蕩器，當把振蕩器產生的超聲頻電壓加到超聲換能器的壓電陶瓷上時，壓電陶瓷組件就在電場作用下產生縱向振動。壓電組件在超聲振蕩時，仿佛是一個小活塞，其振幅很小，約為(1-10.2)Lm，但這種振動加速度很大，約(10-103)g n，于是把電磁振蕩能量轉化為振動能量，這種巨大的超聲波能量，沿著特定方向傳播出來。其關鍵技術是使超聲波波束變細，除待測物外不受其它構造物的影響。超聲波測距離傳感器是產生超聲波必需的能量轉換裝置，它把超聲電磁振蕩的能量轉換為聲波。通過上述超聲換能結構，配以適當的收發電路，可以使超聲能量的定向傳輸，并按預期接收反射波，實現超聲遙控、測距、防盜等檢測功能。
