Attāluma mērītāja un temperatūras un mitruma monitoringa principiālā analīze
Lāzera diapazona meklētāji parasti izmanto divas attāluma mērīšanas metodes: impulsa metodi un fāzes metodi. Impulsu metodes diapazona noteikšanas process ir šāds: diapazona meklētāja izstarotais lāzers tiek atspoguļots izmērītajā objektā un pēc tam tiek uztverts diapazona meklētājā, un diapazona meklētājs vienlaikus reģistrē lāzera darbības laiku uz priekšu un atpakaļ. Puse no gaismas ātruma un turp un atpakaļ laika reizinājuma ir attālums starp attāluma mērītāju un izmērīto objektu. Attāluma mērīšanas precizitāte ar impulsa metodi parasti ir aptuveni plus/{1}} metrs. Turklāt šāda veida tālmēra mērījumu aklā zona parasti ir aptuveni 15 metri.
Lāzera attāluma mērīšana ir attāluma mērīšanas metode gaismas viļņu attāluma mērīšanā. Ja gaisma pārvietojas gaisā ar ātrumu c un nepieciešams laiks t, lai pārvietotos uz priekšu un atpakaļ starp diviem punktiem A un B, tad attālumu D starp punktiem A un B var izmantot šādi izteikti.
D=ct/2
Formulā:
D——attālums starp diviem stacijas punktiem A un B;
c——gaismas izplatīšanās ātrums atmosfērā;
t——Laiks, kas nepieciešams, lai gaisma vienreiz pārvietotos uz priekšu un atpakaļ starp A un B.
No iepriekš minētās formulas var redzēt, ka A un B attāluma mērīšana faktiski nozīmē gaismas izplatīšanās laika t mērīšanu. Saskaņā ar dažādām laika mērīšanas metodēm lāzera diapazona meklētājus parasti var iedalīt divos mērījumu veidos: impulsa tips un fāzes tips.
Fāzes lāzera diapazona meklētājs
Fāzes lāzera tālmērs izmanto radio joslas frekvenci, lai modulētu lāzera stara amplitūdu un izmērītu fāzes aizkavi, ko rada modulētā gaisma, kas vienreiz virzās uz aptauju līniju, un pēc tam pārvērš attālumu, ko attēlo fāzes aizkave atbilstoši. līdz modulētās gaismas viļņa garumam. Tas ir, netiešā metode tiek izmantota, lai izmērītu laiku, kas nepieciešams, lai gaisma pārvietotos pa apsekojuma līniju.
Fāzes lāzera attāluma mērītājus parasti izmanto precīzas attāluma mērīšanai. Pateicoties tā augstajai precizitātei, parasti milimetru līmenī, lai efektīvi atspoguļotu signālu un ierobežotu izmērīto mērķi līdz noteiktam punktam, kas atbilst instrumenta precizitātei, šis attāluma mērītājs ir aprīkots ar reflektoru, ko sauc par kooperatīvo mērķi. spogulis.
Ja modulētās gaismas leņķiskā frekvence ir ω un fāzes aizkave, ko rada viens brauciens turp un atpakaļ mērojamajā attālumā D, ir φ, tad atbilstošo laiku t var izteikt šādi:
t=φ/ω
Aizstājot šo attiecību ar (3-6), attālumu D var izteikt kā
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ plus Δφ)
=c/4f (N plus ΔN)=U(N plus )
Formulā:
φ—— kopējā fāzes aizkave, ko ģenerē signāls, kas vienu reizi virzās uz priekšu un atpakaļ uz mērīšanas līniju.
ω—— modulējošā signāla leņķiskā frekvence, ω=2πf.
U——vienības garums, vērtība ir vienāda ar 1/4 modulācijas viļņa garuma
N——Aptaujas rindā iekļauto modulēto pusviļņu garumu skaits.
Δφ—— fāzes aizkaves daļa, kas ir mazāka par π, ko ģenerē signāls, kas vienreiz virzās uz priekšu un atpakaļ uz mērīšanas līniju.
ΔN — modulācijas viļņa daļa, kas ietverta apsekojuma līnijā un ir mazāka par pusi no viļņa garuma.
ΔN=φ/ω
Dotās modulācijas un standarta atmosfēras apstākļos frekvence c/(4πf) ir nemainīga. Šobrīd attāluma mērīšana kļūst par apsekojuma līnijā ietverto pusviļņu garumu skaita mērīšanu un daļējas daļas mērīšanu, kas ir mazāka par pusviļņa garumu, tas ir, N vai φ, pateicoties mūsdienu tehnoloģiju attīstībai. precīzas apstrādes tehnoloģija un radiofāzes mērīšanas tehnoloģija, φ mērīšana ir sasniegusi ļoti augstu precizitāti.
Lai izmērītu fāzes leņķi φ, kas ir mazāks par π, tā mērīšanai var izmantot dažādas metodes. Parasti visplašāk izmantotās ir aiztures fāzes mērīšana un digitālā fāzes mērīšana. Pašlaik maza darbības attāluma lāzera attāluma mērītāji izmanto digitālās fāzes mērīšanas principu, lai iegūtu φ.
Vispārīgi runājot, fāzes tipa lāzera tālmērs izmanto lāzera staru ar modulētu signālu, lai nepārtraukti izstarotu. Lai iegūtu augstas precizitātes attāluma mērījumus, ir jākonfigurē sadarbības mērķis. Tomēr pašreizējais rokas lāzera tālmērs ir impulsa lāzera tālmērs. Vēl viens jauns attāluma mērītāja veids ir ne tikai mazs izmērs un viegls svars, bet arī izmanto digitālās fāzes mērīšanas impulsu paplašināšanas un sadalīšanas tehnoloģiju, kas var sasniegt milimetru līmeņa precizitāti bez nepieciešamības pēc sadarbības mērķa. Mērīšanas diapazons ir pārsniedzis 100 m, un tas var ātri un precīzi parādīt attālumu tieši. Tas ir jaunākais standarta garuma mērīšanas instruments šaura diapazona precīzijas inženiertehniskajos mērījumos un ēkas platības mērīšanā.
