El sensor Sharp no funciona con una batería de 9 V

¿Ha intentado medir la tensión de alimentación del sensor con un osciloscopio para ver si hay picos de ruido o bajadas de voltaje presentes?

El sensor de distancia nítida funciona al enviar pulsos infrarrojos cortos, por eso también atrae la corriente en pulsos. La hoja de datos especifica la corriente de suministro con 30 mA, pero eso es solo el promedio en el tiempo. El consumo de corriente instantáneo durante un pulso puede ser mucho mayor.

Su batería de 9V tiene una resistencia interna bastante alta, lo que podría llevar a que el voltaje caiga por debajo del voltaje de suministro mínimo durante un pulso. Es por eso que tiene que agregar un gran capacitor de desacoplamiento lo más cerca posible del sensor, que la hoja de datos recomienda de todos modos en la página 6:

  

Para estabilizar la línea de alimentación, recomendamos insertar un condensador de bypass de 10uF o más entre Vcc y GND cerca de este producto

Si realmente quiere estar seguro, puede soldar un condensador de 10uF y 0.1uF directamente al sensor:

La razón por la que funciona con la placa Arduino es probablemente porque ya tiene suficiente capacidad en su riel de suministro de 5V. El esquema del Arduino Uno muestra un condensador de 47uF.