Застосування та теорія фазового лазерного далекоміра
Фазовий лазерний далекомір використовує амплітудну модуляцію лазерного променя для вимірювання фазової затримки, створеної модульованим світлом, що проходить туди-сюди до лінії огляду один раз, а потім перетворює відстань, представлену фазовою затримкою, відповідно до довжини хвилі модульованого світла. . Тобто непрямий метод використовується для вимірювання часу, необхідного для проходження світла через оглядову лінію.
Фазові лазерні далекоміри зазвичай використовуються для точного вимірювання відстані. Завдяки високій точності, як правило, на міліметровому рівні, для ефективного відображення сигналу та обмеження вимірюваної цілі до певної точки, яка відповідає точності приладу, цей далекомір обладнано відбивачем, який називається кооперативною ціллю. дзеркало.
Якщо кутова частота модульованого світла дорівнює ω, а фазова затримка, створена одним проходженням на відстань D, що вимірюється, дорівнює φ, тоді відповідний час t можна виразити як:
t=φ/ω
Підставляючи це співвідношення в (3-6), відстань D можна виразити як
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ плюс Δφ)
=c/4f (N плюс ΔN)=U(N плюс )
У формулі:
φ——Загальна фазова затримка, створена сигналом, що проходить туди й назад до лінії вимірювання один раз.
ω——Кутова частота модулюючого сигналу, ω=2πf.
U——одиниця довжини, значення дорівнює 1/4 довжини хвилі модуляції
N——кількість модульованих напівхвиль, включених до оглядової лінії.
Δφ——Частина фазової затримки, менша за π, утворена сигналом, що одноразово проходить вперед і назад до лінії вимірювання.
ΔN — дробова частина хвилі модуляції, що міститься в оглядовій лінії, менша за половину довжини хвилі.
ΔN=φ/ω
За даної модуляції та стандартних атмосферних умов частота c/(4πf) є константою. У цей час вимірювання відстані стає вимірюванням кількості напівхвиль, що містяться в оглядовій лінії, і вимірюванням дробової частини, меншої за напівдовжину хвилі, тобто N або φ, завдяки розвитку сучасних Технологія точної обробки та технологія вимірювання радіофази, вимірювання φ досягло дуже високої точності.
Щоб виміряти фазовий кут φ, менший за π, можна використовувати різні методи його вимірювання. Зазвичай найбільш широко використовуються вимірювання фази затримки та цифрове вимірювання фази. Лазерні далекоміри ближньої дії використовують для отримання φ принцип цифрового вимірювання фази.
Загалом, фазовий лазерний далекомір використовує лазерний промінь із модульованим сигналом для безперервного випромінювання. Для отримання високоточного вимірювання дальності необхідно налаштувати кооперативну ціль. Ручний лазерний далекомір — це імпульсний лазерний далекомір. Ще один новий тип далекоміра в інструменті, він не тільки має невеликі розміри та легку вагу, але також використовує технологію цифрового фазового вимірювання імпульсу та технологію поділу, що дозволяє досягти міліметрової точності без необхідності кооперативної мішені. Діапазон вимірювання перевищив 100 м, і він може швидко та точно показувати відстань. Це найновіший стандартний інструмент вимірювання довжини для точних інженерних вимірювань малої дальності та вимірювання площ будівель. Найбільш поширеним є портативний лазерний далекомір серії DISTO виробництва компанії Leica.
