Який принцип дії далекоміра
Лазерні далекоміри зазвичай використовують два методи вимірювання відстані: імпульсний метод і фазовий метод. Процес вимірювання дальності імпульсним методом полягає в наступному: лазер, випромінюваний далекоміром, відбивається вимірюваним об’єктом, а потім приймається далекоміром, а далекомір одночасно записує час руху лазера вперед і назад. Половина добутку швидкості світла на час обертання становить відстань між далекоміром і вимірюваним об’єктом. Точність вимірювання відстані імпульсним методом зазвичай становить близько плюс/-1 метр. Крім того, сліпа зона вимірювання цього типу далекоміра зазвичай становить близько 15 метрів.
Лазерне вимірювання відстані - це метод вимірювання відстані у світлових хвилях. Якщо світло поширюється в повітрі зі швидкістю c і йому потрібен час t, щоб пройти туди-сюди між двома точками A і B, то відстань D між точками A і B можна використати таким чином.
D=ct/2
У формулі:
D——відстань між двома пунктами А і В станції;
в——швидкість поширення світла в атмосфері;
t——Час, потрібний для того, щоб світло один раз пройшло туди-сюди між А і В.
З наведеної вище формули видно, що виміряти відстань A і B насправді означає виміряти час t поширення світла. За різними методами вимірювання часу лазерні далекоміри зазвичай можна розділити на два типи вимірювання: імпульсний і фазовий тип.
Фазовий лазерний далекомір
Фазовий лазерний далекомір використовує частоту радіодіапазону для модуляції амплітуди лазерного променя та вимірювання фазової затримки, створеної модульованим світлом, що проходить вперед і назад до лінії огляду один раз, а потім перетворює відстань, представлену фазовою затримкою, відповідно до до довжини хвилі модульованого світла. Тобто непрямий метод використовується для вимірювання часу, необхідного для проходження світла вперед і назад через вимірювальну лінію, як показано на малюнку.
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 туди й назад на відстань D, яку потрібно виміряти, 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){ {8}}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 у лінію огляду.
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 радіофазового вимірювання, 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. В даний час лазерні далекоміри малої дії використовують для отримання φ принцип цифрового вимірювання фази.
Загалом, фазовий лазерний далекомір використовує лазерний промінь із модульованим сигналом для постійного випромінювання. Для отримання високоточного вимірювання відстані необхідно налаштувати кооперативну ціль. Ручний лазерний далекомір, який зараз випускається, є імпульсним лазерним далекоміром. Ще один новий тип далекоміра в далекомірі, він не тільки невеликий за розміром і легкою вагою, але також застосовує технологію цифрового фазового вимірювання імпульсу розширення та підрозділу, яка може досягти міліметрової точності без необхідності кооперативних цілей. Діапазон вимірювання перевищив 100 м, і він може швидко та точно відображати відстань безпосередньо. Це найновіший стандартний інструмент вимірювання довжини для точних інженерних вимірювань малої дальності та вимірювання площ будівель.
