Principiul și utilizarea telemetrului laser
Principiul telemetrului laser
Telemetrul laser folosește în general două metode pentru a măsura distanța: metoda pulsului și metoda fază. Procesul de măsurare a metodei pulsului este următorul: laserul emis de telemetru este reflectat de obiectul măsurat și apoi primit de telemetru, iar telemetrul înregistrează timpul laserului înainte și înapoi în același timp. Jumătate din produsul dintre viteza luminii și timpul dus-întors este distanța dintre telemetru și obiectul măsurat. Precizia măsurării distanței prin metoda pulsului este în general de aproximativ plus /- 1 metru. În plus, zona oarbă de măsurare a acestui tip de telemetru este în general de aproximativ 15 metri. Măsurarea distanței cu laser este o metodă de măsurare a distanței în măsurarea distanței undelor luminoase. Dacă lumina se deplasează în aer cu viteza c și are nevoie de timp t pentru a merge înainte și înapoi între două puncte A și B, atunci distanța D dintre punctele A și B poate fi utilizată după cum urmează.
D=ct/2
In formula:
D——distanța dintre două puncte A și B ale stației;
c——viteza de propagare a luminii în atmosferă;
t——Timpul necesar pentru ca lumina să meargă înainte și înapoi între A și B o dată.
Din formula de mai sus se poate observa că măsurarea distanței dintre A și B înseamnă de fapt măsurarea timpului t de propagare a luminii. Conform diferitelor metode de măsurare a timpului, telemetrele cu laser pot fi de obicei împărțite în două tipuri de măsurare: tip impuls și tip fază.
Telemetru cu laser de fază
Telemetrul cu laser de fază folosește frecvența benzii radio pentru a modula amplitudinea fasciculului laser și pentru a măsura întârzierea de fază generată de lumina modulată care merge înainte și înapoi către linia de sondare o dată, apoi convertește distanța reprezentată de întârzierea de fază conform la lungimea de undă a luminii modulate. Adică, metoda indirectă este utilizată pentru a măsura timpul necesar pentru ca lumina să traverseze linia de sondaj. Telemetrul cu laser de fază sunt în general utilizate în măsurarea de precizie a distanței. Datorita preciziei sale ridicate, in general la nivel milimetric, pentru a reflecta eficient semnalul si a limita tinta masurata la un anumit punct proportional cu precizia instrumentului, acest telemetru este echipat cu un reflector numit tinta cooperativa. oglindă. Dacă frecvența unghiulară a luminii modulate este ω, iar întârzierea de fază generată de o călătorie dus-întors pe distanța D care trebuie măsurată este φ, atunci timpul corespunzător t poate fi exprimat ca:
t=φ/ω
Înlocuind această relație în (3-6), distanța D poate fi exprimată ca
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ plus Δφ)
=c/4f(N plus ΔN)=U(N plus )
In formula:
φ——Întârzierea totală de fază generată de semnalul care merge înainte și înapoi către linia de măsurare o dată.
ω——Frecvența unghiulară a semnalului modulator, ω=2πf.
U——unitatea de lungime, valoarea este egală cu 1/4 lungime de undă de modulație
N——Numărul de semilungimi de undă modulate incluse în linia de sondaj.
Δφ——Porțiunea de întârziere de fază mai mică decât π generată de semnalul care merge înainte și înapoi către linia de măsurare o dată.
ΔN——partea fracționată a undei de modulație conținută în linia de sondare care este mai mică de jumătate din lungimea de undă.
ΔN=φ/ω
În modulația dată și condițiile atmosferice standard, frecvența c/(4πf) este o constantă. În acest moment, măsurarea distanței devine măsurarea numărului de semilungimi de undă conținute în linia de sondaj și măsurarea părții fracționale mai mici decât jumătatea lungimii de undă, adică N sau φ, datorită dezvoltării modernului tehnologie de prelucrare de precizie și tehnologie de măsurare a fazei radio, măsurarea φ a atins o precizie foarte mare. Pentru a măsura unghiul de fază φ care este mai mic decât π, pot fi utilizate diferite metode pentru a-l măsura. De obicei, măsurarea fazei întârziate și măsurarea fazei digitale sunt cele mai utilizate. În prezent, telemetrul laser cu rază scurtă de acțiune utilizează principiul măsurării digitale a fazei pentru a obține φ.
În general, telemetrul cu laser de fază folosește un fascicul laser cu un semnal modulat pentru a emite continuu. Pentru a obține o măsurare a distanței de înaltă precizie, trebuie configurată o țintă cooperantă. Telemetrul portabil cu laser lansat în prezent este un telemetru cu laser pulsat. Un alt tip nou de telemetru în telemetru, nu este doar mic ca dimensiune și greutate redusă, dar adoptă și tehnologia de lărgire și subdiviziune a impulsului de măsurare digitală a fazei, care poate obține o precizie milimetrică fără a fi nevoie de ținte cooperante. Intervalul de măsurare a depășit 100 m și poate afișa rapid și precis distanța direct. Este cel mai recent instrument standard de măsurare a lungimii în măsurarea de precizie pe distanță scurtă și în măsurarea suprafeței clădirii.
