Temperatūras un mitruma monitora un attāluma mērīšanas instrumenta darbības principa analīze
Lāzera attāluma mērītāji parasti izmanto divas attāluma mērīšanas metodes: impulsa metodi un fāzes metodi. Impulsu diapazona noteikšanas process ir šāds: attāluma mērītāja izstarotais lāzers tiek atspoguļots izmērītajā objektā un pēc tam tiek uztverts attāluma mērītājā, kas vienlaikus reģistrē laiku, kad lāzers pārvietojas uz priekšu un atpakaļ. Puse no gaismas ātruma un turp un atpakaļ laika reizinājuma ir attālums starp attāluma mērītāju un mērāmo objektu. Impulsu metodes precizitāte attāluma mērīšanai parasti ir aptuveni +/-1 metrs. Turklāt šāda veida tālmēra mērījumu aklā zona parasti ir aptuveni 15 metri.
Lāzera diapazona noteikšana ir attāluma mērīšanas metode optisko viļņu diapazonā. Ja laiks, kas nepieciešams, lai gaisma virzītos uz priekšu un atpakaļ starp punktiem A un B ar ātrumu c gaisā, ir t, tad attālumu D starp punktiem A un B var attēlot šādi.
D=ct/2
Formulā:
D - Izmēra attālumu starp diviem punktiem stacijās A un B;
C - Gaismas izplatīšanās ātrums atmosfērā;
T — laiks, kas nepieciešams, lai gaisma pārvietotos uz priekšu un atpakaļ starp A un B.
Kā redzams no iepriekš minētā vienādojuma, lai izmērītu attālumus A un B, patiesībā ir nepieciešams izmērīt gaismas izplatīšanās laiku t. Saskaņā ar dažādām mērīšanas metodēm lāzera attāluma mērītājus parasti var iedalīt divās mērīšanas formās: impulsa tips un fāzes tips.
Fāzes tipa lāzera tālmērs
Fāzes lāzera tālmērs ir ierīce, kas izmanto radio joslas frekvenci, lai modulētu lāzera stara amplitūdu un izmērītu fāzes aizkavi, ko rada modulētā gaisma, kas virzās uz priekšu un atpakaļ uz mērīšanas līniju. Pamatojoties uz modulētās gaismas viļņa garumu, attālums, ko attēlo šī fāzes aizkave, tiek pārveidots. Izmēriet laiku, kas nepieciešams, lai gaisma pārvietotos pa mērīšanas līniju uz priekšu un atpakaļ, izmantojot netiešās metodes.
Fāzes lāzera attāluma mērītājus parasti izmanto precīzai diapazona noteikšanai. Pateicoties augstajai precizitātei, parasti milimetru diapazonā, lai efektīvi atspoguļotu signālus un ierobežotu izmērīto mērķi līdz noteiktam punktam, kas ir proporcionāls instrumenta precizitātei, šāda veida tālmēri ir aprīkoti ar reflektoru, ko sauc par kooperatīvo mērķi.
Ja modulācijas leņķa frekvence ir ω, fāzes aizkave, ko rada brauciens turp un atpakaļ mērojamajā attālumā D, ir φ, atbilstošo laiku t var izteikt šādi:
T= φ/ω
Aizstājot šo attiecību vienādojumā (3-6), attālumu D var izteikt kā
D=1/2 ct{{2}/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
Formulā:
φ-- Kopējā fāzes aizkave, ko ģenerē signāls, kas virzās uz priekšu un atpakaļ uz mērīšanas līniju.
ω-- Modulētā signāla leņķiskā frekvence, ω= 2 π f.
U — vienības garums, skaitliskā vērtība, kas vienāda ar 1/4 modulācijas viļņa garuma
N — mērījumu līnijā iekļauto modulēto pusviļņu garumu skaits.
Δφ-- Signāls ģenerē fāzes aizkavi, kas ir mazāka par π, virzoties uz priekšu un atpakaļ uz mērīšanas līniju.
Δ N — modulācijas viļņa decimālā daļa, kas atrodas mērījumu līnijā un ir mazāka par pusi no viļņa garuma.
Δ N= φ/ω
Dotās modulācijas un standarta atmosfēras apstākļos frekvence c/(4 π f) ir konstante, un attāluma mērīšana kļūst par pusviļņu garuma mērījumu, kas atrodas mērīšanas līnijā, un daļējās daļas mērījumu, kas ir mazāks par pusi. viļņa garumu, ti, mērot N vai φ, Pateicoties modernās precīzās apstrādes tehnoloģijas un bezvadu fāzes mērīšanas tehnoloģijas attīstībai φ Mērījums ir sasniedzis augstu precizitāti.
Lai izmērītu fāzes leņķi, kas mazāks par π φ, mērījumus var veikt, izmantojot dažādas metodes, no kurām visbiežāk izmanto aizkavētās fāzes mērījumus un digitālās fāzes mērījumus. Pašlaik visi maza darbības attāluma lāzera tālmēri izmanto digitālās fāzes mērīšanas principu, lai iegūtu φ.
Kā minēts iepriekš, parasti fāzes lāzera tālmēri izmanto nepārtrauktu lāzera staru ar modulētiem signāliem. Lai sasniegtu augstu diapazona precizitāti, ir jākonfigurē sadarbības mērķis. Pašlaik tirgū laistie rokas lāzera tālmēri ir vēl viens jauns impulsu lāzera attāluma mērītāju veids. Tie ir ne tikai maza izmēra un viegla svara, bet arī izmanto digitālās fāzes mērīšanas impulsu paplašināšanas un sadalīšanas tehnoloģiju, kas var sasniegt milimetru līmeņa precizitāti bez nepieciešamības pēc sadarbības mērķiem. Mērījumu diapazons ir pārsniedzis 100 m, un tas var ātri un precīzi parādīt attālumu tieši. Tas ir jaunākais garuma mērīšanas standarta instruments šaura diapazona precīzijas inženiertehniskajos mērījumos un ēkas platības mērīšanā.
