Analisi del principio del rilevatore di temperatura e umidità e dello strumento di misurazione della distanza
I telemetri laser utilizzano generalmente due metodi per misurare la distanza: metodo a impulsi e metodo a fase. Il processo di misurazione dell'impulso è il seguente: il laser emesso dal telemetro viene riflesso dall'oggetto misurato e quindi ricevuto dal telemetro, che registra contemporaneamente il tempo del laser che viaggia avanti e indietro. La metà del prodotto tra la velocità della luce e il tempo di andata e ritorno è la distanza tra il telemetro e l'oggetto da misurare. La precisione del metodo a impulsi per misurare la distanza è generalmente di circa +/-1 metro. Inoltre, il punto cieco di misurazione di questo tipo di telemetro è generalmente di circa 15 metri.
Il laser range è un metodo di misurazione della distanza nel range delle onde ottiche. Se il tempo necessario alla luce per viaggiare avanti e indietro tra i punti A e B ad una velocità c nell'aria è t, allora la distanza D tra i punti A e B può essere rappresentata come segue.
D=ct/2
Nella formula:
D - Misurare la distanza tra due punti nelle stazioni A e B;
C - La velocità di propagazione della luce nell'atmosfera;
T - Il tempo necessario alla luce per viaggiare avanti e indietro tra A e B.
Come si può vedere dall'equazione precedente, per misurare le distanze A e B è in realtà necessario misurare il tempo t di propagazione della luce. In base ai diversi metodi di misurazione, i telemetri laser possono solitamente essere suddivisi in due forme di misurazione: tipo a impulsi e tipo a fase.
Telemetro laser di tipo fase
Un telemetro laser di fase è un dispositivo che utilizza la frequenza della banda radio per modulare l'ampiezza del raggio laser e misurare il ritardo di fase generato dalla luce modulata che viaggia avanti e indietro verso la linea di misurazione. In base alla lunghezza d'onda della luce modulata, viene quindi convertita la distanza rappresentata da questo ritardo di fase. Misurare il tempo necessario alla luce per viaggiare avanti e indietro attraverso la linea di misurazione utilizzando metodi indiretti.
I telemetri laser di fase sono generalmente utilizzati nella misurazione di precisione. A causa della sua elevata precisione, solitamente nell'ordine del millimetro, per riflettere efficacemente i segnali e limitare il bersaglio misurato a un punto specifico proporzionale alla precisione dello strumento, questo tipo di telemetro è dotato di un riflettore chiamato bersaglio cooperativo.
Se la frequenza dell'angolo di modulazione è ω, il ritardo di fase generato da un viaggio di andata e ritorno sulla distanza D da misurare è φ, il tempo corrispondente t può essere espresso come:
T= φ/ω
Sostituendo questa relazione nell'equazione (3-6), la distanza D può essere espressa come
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
Nella formula:
φ-- Il ritardo di fase totale generato da un segnale che viaggia avanti e indietro verso la linea di misurazione.
ω-- La frequenza angolare del segnale modulato, ω= 2 π f.
U - Unità di lunghezza, valore numerico pari a 1/4 di lunghezza d'onda di modulazione
N - Il numero di mezze lunghezze d'onda modulate incluse nella linea di misurazione.
Δφ-- Il segnale genera un ritardo di fase inferiore a π quando viaggia avanti e indietro verso la linea di misurazione.
Δ N - La parte decimale dell'onda di modulazione contenuta nella linea di misurazione che è inferiore alla metà della lunghezza d'onda.
Δ N= φ/ω
Sotto una data modulazione e condizioni atmosferiche standard, la frequenza c/(4 π f) è una costante, e la misura della distanza diventa la misura del numero di mezze lunghezze d'onda contenute nella linea di misura e la misura della parte frazionaria inferiore alla metà lunghezza d'onda, ovvero misurazione N o φ, Grazie allo sviluppo della moderna tecnologia di lavorazione di precisione e della tecnologia di misurazione di fase wireless φ La misurazione ha raggiunto un'elevata precisione.
Per misurare l'angolo di fase inferiore a π φ, la misurazione può essere eseguita attraverso diversi metodi, di cui i più comunemente utilizzati sono la misurazione di fase ritardata e la misurazione di fase digitale. Attualmente, tutti i telemetri laser a corto raggio utilizzano il principio della misurazione di fase digitale per ottenere φ.
Come accennato in precedenza, in generale i telemetri laser di fase utilizzano un raggio laser continuo con segnali modulati. Per ottenere un'elevata precisione di portata, è necessario configurare un bersaglio cooperativo. I telemetri laser portatili attualmente lanciati sono un altro nuovo tipo di telemetri laser a impulsi. Non solo sono di piccole dimensioni e leggeri, ma utilizzano anche la tecnologia di ampliamento e suddivisione degli impulsi di misurazione di fase digitale, che può raggiungere una precisione millimetrica senza la necessità di obiettivi cooperativi. Il campo di misurazione ha superato i 100 metri e può visualizzare direttamente la distanza in modo rapido e preciso. È l'ultimo tipo di strumento standard di misurazione della lunghezza nella misurazione di ingegneria di precisione a corto raggio e nella misurazione dell'area dell'edificio.
