Принципен анализ на измервателя на разстоянието и мониторинга на температурата и влажността
Лазерните далекомери обикновено използват два метода за измерване на разстояние: импулсен метод и фазов метод. Процесът на измерване на обхват чрез импулсен метод е както следва: лазерът, излъчван от далекомера, се отразява от измервания обект и след това се приема от далекомера, а далекомерът записва времето на лазера напред и назад едновременно. Половината от произведението на скоростта на светлината и времето за обиколка е разстоянието между далекомера и измервания обект. Точността на измерване на разстоянието чрез импулсен метод обикновено е около плюс /- 1 метър. В допълнение, сляпата зона на измерване на този тип далекомер обикновено е около 15 метра.
Лазерното измерване на разстояние е метод за измерване на разстояние при измерване на разстояние на светлинна вълна. Ако светлината се движи във въздуха със скорост c и отнема време t, за да премине напред и назад между две точки A и B, тогава разстоянието D между точките A и B може да се използва, както следва.
D{0}}ct/2
Във формулата:
D——разстоянието между две точки А и В на станцията;
c——скоростта на разпространение на светлината в атмосферата;
t——Времето, необходимо на светлината да премине напред и назад между A и B веднъж.
От горната формула може да се види, че измерването на разстоянието между A и B всъщност означава измерване на времето t на разпространение на светлината. Според различните методи за измерване на времето, лазерните далекомери обикновено могат да бъдат разделени на два вида измерване: импулсен тип и фазов тип.
Фазов лазерен далекомер
Фазовият лазерен далекомер използва честотата на радиочестотната лента, за да модулира амплитудата на лазерния лъч и да измерва фазовото закъснение, генерирано от модулираната светлина, преминаваща напред-назад към линията за изследване веднъж, и след това преобразува разстоянието, представено от фазовото закъснение според спрямо дължината на вълната на модулираната светлина. Тоест, индиректният метод се използва за измерване на времето, необходимо на светлината да премине през линията на изследване.
Фазовите лазерни далекомери обикновено се използват при прецизно измерване на разстояние. Поради високата си точност, обикновено на милиметрово ниво, с цел ефективно отразяване на сигнала и ограничаване на измерената цел до определена точка, съизмерима с точността на инструмента, този далекомер е оборудван с рефлектор, наречен кооперативна цел. огледало.
Ако ъгловата честота на модулираната светлина е ω, а фазовото закъснение, генерирано от едно отиване и връщане на разстоянието за измерване D, е φ, тогава съответното време t може да се изрази като:
t=φ/ω
Замествайки тази връзка в (3-6), разстоянието D може да се изрази като
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ плюс Δφ)
=c/4f (N плюс ΔN)=U(N плюс )
Във формулата:
φ——Общото фазово закъснение, генерирано от сигнала, преминаващ напред и назад към измервателната линия веднъж.
ω——Ъгловата честота на модулиращия сигнал, ω=2πf.
U——единична дължина, стойността е равна на 1/4 дължина на вълната на модулация
N——Броят на модулираните полувълни, включени в линията на изследване.
Δφ——частта от фазовото закъснение, по-малка от π, генерирана от сигнала, преминаващ напред и назад към измервателната линия веднъж.
ΔN——Дробната част от модулационната вълна, съдържаща се в линията на изследване, която е по-малка от половината от дължината на вълната.
ΔN=φ/ω
При дадена модулация и стандартни атмосферни условия честотата c/(4πf) е константа. По това време измерването на разстоянието се превръща в измерване на броя дължини на полувълните, съдържащи се в линията на изследване, и измерване на частичната част, по-малка от дължината на половин вълна, тоест N или φ, поради развитието на съвременните технология за прецизна обработка и технология за измерване на радио фаза, измерването на φ е достигнало много висока точност.
За да се измери фазовият ъгъл φ, който е по-малък от π, могат да се използват различни методи за измерването му. Обикновено най-широко използваните са измерване на фазата на забавяне и цифрово измерване на фазата. Понастоящем лазерните далекомери с малък обсег използват принципа на цифрово фазово измерване, за да получат φ.
Най-общо казано, фазовият лазерен далекомер използва лазерен лъч с модулиран сигнал за непрекъснато излъчване. За да се получи високоточно измерване на разстоянието, трябва да се конфигурира кооперативна цел. Настоящият ръчен лазерен далекомер обаче е импулсен лазерен далекомер. Друг нов тип далекомер в далекомера, той е не само с малък размер и леко тегло, но също така използва технология за разширяване и разделяне на импулса на цифрово фазово измерване, която може да постигне точност на ниво милиметър без необходимост от кооперативна цел. Обхватът на измерване е надхвърлил 100 м и може бързо и точно да показва разстоянието директно. Това е най-новият стандартен инструмент за измерване на дължина при прецизно инженерно измерване на къси разстояния и измерване на строителна площ.
