Aus dem Datenblatt (http://www.active-robots.com/product...rp/gp2d120.pdf) geht hervor, dass du den max Peak bei 2 cm hast. Den Knick vorher (0-2cm) sollte man nicht mehr betrachten, Du musst also dafür sorgen, dass keine Entfernungen unter 2 cm gemessen werden können. Am besten geht das indem Du wie Du schon erkannt hast, den Sensor 2 cm weiter nach innen baust.

Die Nichtlinearität kann man auf verschiedene Arten umgehen. Wenns ganz genau sein soll, erstellst Du mit Excel eine Trendlinie, die die Kennlinie zu 99% deckt (Polynom n-ten Grades). Oder Du sagst, dass Dich nur Entfernungen zwischen x und y cm interessieren, und linearisierst die Kennlinie in diesem Bereich. Hier hast Du dann einen Fehler, der mit der Größe des Bereichs steigt.

Zu den Umweltbedingungen kann ich nicht viel sagen. Auf alle Fälle wird die Messung durch Farbe und Oberflächenbeschaffenheit des Objekts beeinflusst, bzw. ob der Sensor während der Messung bewegt worden ist. Die Betriebstemperatur ist im Datenblatt mit -10 bis 60 °C angegeben.