Távolságmérő elvi elemzés, valamint hőmérséklet és páratartalom figyelése
A lézeres távolságmérők általában két módszert használnak a távolság mérésére: az impulzusmódszert és a fázismódszert. Az impulzusmódszeres távolságmérés menete a következő: a távolságmérő által kibocsátott lézert a mért tárgy visszaveri, majd a távolságmérő fogadja, a távolságmérő pedig egyidejűleg rögzíti a lézer ide-oda idejét. A fénysebesség és az oda-vissza út szorzatának fele a távolságmérő és a mért tárgy közötti távolság. Az impulzusmódszerrel végzett távolságmérés pontossága általában plusz /- 1 méter körül van. Ezenkívül az ilyen típusú távolságmérők mérési vakzónája általában körülbelül 15 méter.
A lézeres távolságmérés a távolságmérési módszer a fényhullám-távolságmérésben. Ha a fény c sebességgel halad a levegőben, és t időre van szüksége ahhoz, hogy két A és B pont között oda-vissza haladjon, akkor az A és B pont közötti D távolságot a következőképpen lehet kifejezni.
D=ct/2
A képletben:
D——Az állomáshely két A és B pontja közötti távolság;
c——a légkörben terjedő fény sebessége;
t——Az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a fény egyszer oda-vissza mozogjon A és B között.
A fenti képletből látható, hogy A és B távolságának mérése valójában a fény terjedésének t idejének mérése. A különböző időmérési módszerek szerint a lézeres távolságmérőket általában két mérési típusra oszthatjuk: impulzustípusra és fázistípusra.
Fázis lézeres távolságmérő
A fázislézeres távolságmérő a rádiósáv frekvenciájával modulálja a lézersugár amplitúdóját, és megméri a modulált fény által generált fáziskésleltetést, amely egyszer oda-vissza megy a felmérési vonalhoz, majd a fáziskésleltetés által jelzett távolságot a megfelelő módon konvertálja. a modulált fény hullámhosszához. Vagyis az indirekt módszerrel mérik azt az időt, amely szükséges ahhoz, hogy a fény áthaladjon a felmérési vonalon.
A fázislézeres távolságmérőket általában precíziós távolságmérésre használják. Nagy pontosságának köszönhetően, általában milliméteres szinten, hogy hatékonyan tükrözze a jelet, és a mért célpontot a műszer pontosságával arányos meghatározott pontra korlátozza, ez a távolságmérő egy reflektorral van felszerelve, amelyet kooperatív célpontnak neveznek. tükör.
Ha a modulált fény szögfrekvenciája ω, és a mérendő D távolságon egy oda-vissza utazás által generált fáziskésés φ, akkor a megfelelő t idő a következőképpen fejezhető ki:
t=φ/ω
Ezt az összefüggést (3-6) behelyettesítve a D távolságot így fejezhetjük ki
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ plusz Δφ)
=c/4f (N plusz ΔN)=U(N plusz )
A képletben:
φ——Az a teljes fáziskésleltetés, amelyet az a jel generál, hogy egyszer oda-vissza megy a mérővonalhoz.
ω——A moduláló jel szögfrekvenciája, ω=2πf.
U——egységhossz, az érték egyenlő a modulációs hullámhossz 1/4-ével
N——A kérdőívben szereplő modulált félhullámhosszak száma.
Δφ——A π-nél kisebb fáziskésleltetés, amelyet a mérővonalra egyszer oda-vissza tartó jel generál.
ΔN——A modulációs hullámnak a felmérési vonalban lévő része, amely kisebb, mint a hullámhossz fele.
ΔN=φ/ω
Az adott moduláció és standard légköri feltételek mellett a c/(4πf) frekvencia állandó. Ekkor a távolság mérése a mérési vonalban lévő félhullámhosszak számának mérése és a félhullámhossznál kisebb, azaz N vagy φ töredékrész mérése lesz a modern technika fejlődése miatt. A precíziós megmunkálási technológia és a rádiófázis mérési technológia, a φ mérése nagyon nagy pontosságot ért el.
A π-nél kisebb φ fázisszög mérésére különböző módszerek alkalmazhatók. Általában a késleltetési fázismérés és a digitális fázismérés a legszélesebb körben alkalmazott. Jelenleg a kis hatótávolságú lézeres távolságmérők a digitális fázismérés elvét alkalmazzák a φ meghatározására.
