Принципи та застосування фазових лазерних далекомірів
Фазовий лазерний далекомір використовує лазерний промінь для виконання амплітудної модуляції та вимірює фазову затримку, спричинену одноразовим проходженням модульованого світла вперед і назад до лінії вимірювання, а потім перетворює відстань, представлену цією фазовою затримкою, на основі довжини хвилі модульованого світла. . Тобто непрямий метод використовується для вимірювання часу, необхідного для проходження світла вперед і назад від вимірювальної лінії.
Фазові лазерні далекоміри зазвичай використовуються для точного вимірювання відстані. Завдяки високій точності, як правило, міліметрового рівня, для ефективного відображення сигналу та обмеження цілі вимірювання до певної точки, яка відповідає точності приладу, цей далекомір оснащений відбивачем, який називається кооперативною ціллю. дзеркало.
Якщо кутова частота модульованого світла дорівнює ω, а фазова затримка, створена одним проходженням туди й назад на вимірюваній відстані D, дорівнює φ, тоді відповідний час t можна виразити як:
t=φ/ω
Підставляючи це співвідношення в рівняння (3-6), відстань D можна виразити як
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
У формулі:
φ--Загальна фазова затримка, утворена сигналом, що переміщується вперед і назад до лінії вимірювання.
ω--Кутова частота модульованого сигналу, ω=2πf.
U--Одиниця довжини, значення дорівнює 1/4 довжини хвилі модуляції
N--Кількість модульованих напівхвиль, які містяться в лінії вимірювання.
Δφ--Фазова затримка, утворена сигналом, що рухається вперед і назад до лінії вимірювання, менша за π.
ΔN--Дробова частина модульованої хвилі, що міститься в лінії вимірювання, менша за половину довжини хвилі.
ΔN=φ/ω
За даної модуляції та стандартних атмосферних умов частота c/(4πf) є постійною. У цей час вимірювання відстані перетворюється на вимірювання кількості напівхвиль, що містяться в вимірювальній лінії, і вимірювання дробової частини, меншої за напівдовжину хвилі, тобто вимірювання N або φ, завдяки розвитку сучасної технології точної обробки та технології радіофазового вимірювання, вимірювання φ досягло високої точності.
Щоб виміряти фазовий кут φ, менший за π, можна використовувати різні методи його вимірювання. Найбільш часто використовуваними є вимірювання фази із затримкою та цифрове вимірювання фази. Усі лазерні далекоміри малої дії використовують принцип цифрового вимірювання фази для отримання φ.
Як було сказано вище, в основному фазові лазерні далекоміри використовують безперервне випромінювання лазерних променів з модульованими сигналами. Щоб отримати високу точність визначення дальності, необхідно налаштувати кооперативну ціль. Випущений портативний лазерний далекомір – це імпульсний лазерний далекомір. Ще один новий далекомір в приладі. Він не тільки невеликий за розміром і легкою вагою, але також застосовує технологію цифрового вимірювання фази імпульсу з розширенням і поділом. Він може досягти міліметрової точності без кооперативної мішені. Діапазон вимірювання перевищив 100 м, і він може швидко та точно відображати відстань. Це найновіший стандартний інструмент вимірювання довжини для точних інженерних вимірювань малої дальності та вимірювання площ будівель. Найпоширенішою зараз є серія портативних лазерних далекомірів DISTO виробництва Leica.
