Принципи и приложения на фазов лазерен далекомер
Фазовият лазерен далекомер използва лазерния лъч за модулиране на амплитудата и измерване на фазовото забавяне, причинено от модулационната светлина, преминаваща напред и назад към измервателната линия веднъж, и след това преобразува разстоянието, представено от това фазово забавяне, според дължината на вълната на модулационната светлина . Това означава, че времето, необходимо за преминаване на светлината през двупосочната измервателна линия, се измерва чрез индиректен метод.
Фазовият лазерен далекомер обикновено се използва при прецизно определяне на разстояние. Поради високата си точност, която обикновено е милиметрово ниво, с цел ефективно отразяване на сигнала и ограничаване на измервателната цел до определена точка, съизмерима с точността на инструмента, този вид далекомер е оборудван с огледало, наречено кооперативна цел.
Ако ъгловата честота на модулираната светлина е ω, а фазовото забавяне, генерирано от двупосочно пътуване на разстоянието d, което трябва да се измери, е φ, тогава съответното време t може да се изрази като:
t=φ/ω
Като заместим тази връзка в уравнение (3-6), разстоянието d може да се изрази като
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=}c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
Където:
Φ —— Общото забавяне на фазата, причинено от сигнала, преминаващ напред и назад от измервателната линия наведнъж.
Ω-ъгловата честота на модулационния сигнал, Ω=2π f.
U-единична дължина, стойността е равна на 1/4 дължина на вълната на модулация.
N—— Броят модулационни дължини на полувълната, включени в измервателната линия.
Δ φ —— Частта, където фазовото закъснение е по-малко от π, когато сигналът преминава към и от измервателната линия наведнъж.
ΔN—— Частичната част от модулационната вълна, съдържаща се в измервателната линия, е по-малка от половината дължина на вълната.
ΔN=φ/ω
При дадена модулация и стандартни атмосферни условия, честотата c/(4πf) е константа, в този момент измерването на разстоянието става измерване на броя на дължината на половин вълна, съдържаща се в линията на изследване, и измерването на дробната част по-малко от дължината на половин вълна, тоест измерването на N или φ. Благодарение на развитието на съвременната технология за прецизна обработка и технологията за измерване на радиофаза, измерването на φ достигна висока точност.
За да се измери фазовият ъгъл φ по-малък от π, могат да се използват различни методи за измерването му. Обикновено забавеното измерване на фазата и цифровото измерване на фазата са най-широко използваните, а всички лазерни далекомери с малък обхват използват принципа на цифрово измерване на фазата, за да получат φ.
Най-общо казано, фазовият лазерен далекомер използва непрекъснато излъчване на лазерен лъч с модулиран сигнал и за да се получи висока точност на обхвата, той трябва да бъде оборудван с кооперативни цели. Ръчният лазерен далекомер е друг нов далекомер в импулсния лазерен далекомер, който е не само с малък размер и леко тегло, но също така използва технология за подразделяне на дигитално фазово измерване на импулса, която може да постигне точност на ниво милиметър без кооперативни цели , а обхватът на измерване е надхвърлил 100 м и може директно да показва разстоянието бързо и точно. Това е най-новият стандартен инструмент за измерване на дължина в прецизно инженерно проучване на къси разстояния и проучване на площта на строителството. Сега най-широко използваният е ръчният лазерен далекомер от серията DISTO, произведен от leica.
