Принципи и приложения на фазовите лазерни далекомери
Фазовият лазерен далекомер използва лазерен лъч за извършване на амплитудна модулация и измерва фазовото забавяне, причинено от модулираната светлина, движеща се напред и назад към измервателната линия веднъж, и след това преобразува разстоянието, представено от това фазово забавяне, въз основа на дължината на вълната на модулираната светлина . Тоест, индиректният метод се използва за измерване на времето, необходимо на светлината да пътува напред и назад от измервателната линия.
Фазовите лазерни далекомери обикновено се използват при прецизно измерване на разстояние. Поради високата си точност, обикновено милиметрово ниво, с цел ефективно отразяване на сигнала и ограничаване на измервателната цел до определена точка, съизмерима с точността на инструмента, този далекомер е оборудван с отражение, наречено кооперативна цел. огледало.
Ако ъгловата честота на модулираната светлина е ω, а фазовото закъснение, генерирано от едно отиване и връщане 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+)
Във формулата:
φ--Общото фазово закъснение, произведено от сигнала, пътуващ напред-назад към измервателната линия.
ω--Ъгловата честота на модулирания сигнал, ω=2πf.
U--Дължина на единица, стойността е равна на 1/4 дължина на вълната на модулация
N--Броят на модулираните полувълни, съдържащи се в измервателната линия.
Δφ--Фазовото забавяне, произведено от сигнала, пътуващ напред-назад към измервателната линия, е по-малко от π.
ΔN--Дробната част от модулираната вълна, съдържаща се в измервателната линия, 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 на дължините на полувълните, съдържащи се в измервателната линия, и измерването на частичната част, по-малка от дължината на половин вълна, тоест измерването на N или φ, поради развитието на на съвременната технология за прецизна обработка и технологията за измерване на радиофаза, измерването на φ е достигнало висока точност.
За да се измери фазовият ъгъл φ, който е по-малък от π, могат да се използват различни методи за измерването му. Най-често използваните са измерване на забавена фаза и цифрово измерване на фаза. Всички лазерни далекомери с малък обсег използват принципа на цифрово фазово измерване за получаване на φ.
Както бе споменато по-горе, като цяло фазовите лазерни далекомери използват непрекъснато излъчване на лазерни лъчи с модулирани сигнали. За да се получи висока точност при определяне на разстоянието, е необходимо да се конфигурира кооперативна цел. Пуснатият ръчен лазерен далекомер е импулсен лазерен далекомер. Още един нов далекомер в инструмента. Той не само е с малък размер и леко тегло, но също така използва технология за разширяване и разделяне на импулси за цифрово фазово измерване. Може да постигне точност на ниво милиметър без кооперативна цел. Обхватът на измерване е надхвърлил 100 м и може бързо и точно да показва директно разстоянието. Това е най-новият стандартен инструмент за измерване на дължина за прецизно инженерно измерване на къси разстояния и измерване на строителна площ. Най-широко използваната сега е серията DISTO от ръчни лазерни далекомери, произведени от Leica.
