Analisi del principio del distanziometro e monitoraggio della temperatura e dell'umidità
I telemetri laser utilizzano generalmente due metodi per misurare la distanza: metodo a impulsi e metodo a fase. Il processo di misurazione con il metodo a impulsi è il seguente: il laser emesso dal telemetro viene riflesso dall'oggetto misurato e quindi ricevuto dal telemetro, e il telemetro registra l'ora del laser avanti e indietro contemporaneamente. 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 misurato. La precisione della misurazione della distanza con il metodo a impulsi è generalmente di circa più/- 1 metro. Inoltre, la zona cieca di misurazione di questo tipo di telemetro è generalmente di circa 15 metri.
La misurazione della distanza laser è un metodo di misurazione della distanza nella misurazione della distanza delle onde luminose. Se la luce viaggia nell'aria alla velocità c e impiega tempo t per andare avanti e indietro tra due punti A e B, allora la distanza D tra i punti A e B può essere utilizzata come segue.
D=ct/2
Nella formula:
D——La distanza tra due punti A e B del sito della stazione;
c——la velocità della luce che si propaga nell'atmosfera;
t——Il tempo necessario alla luce per andare avanti e indietro tra A e B una volta.
Dalla formula sopra si può vedere che misurare la distanza di A e B significa in realtà misurare il tempo t di propagazione della luce. A seconda dei diversi metodi di misurazione del tempo, i telemetri laser possono solitamente essere suddivisi in due tipi di misurazione: tipo di impulso e tipo di fase.
Telemetro laser a fase
Il telemetro laser di fase utilizza la frequenza della banda radio per modulare l'ampiezza del raggio laser e misurare il ritardo di fase generato dalla luce modulata che va avanti e indietro verso la linea di rilevamento una volta, quindi convertire la distanza rappresentata dal ritardo di fase in base alla lunghezza d'onda della luce modulata. Cioè, il metodo indiretto viene utilizzato per misurare il tempo necessario affinché la luce percorra la linea di rilevamento.
I telemetri laser a fase sono generalmente utilizzati nella misurazione di precisione della distanza. Grazie alla sua elevata precisione, generalmente a livello millimetrico, per riflettere efficacemente il segnale e limitare il bersaglio misurato a un punto specifico commisurato alla precisione dello strumento, questo telemetro è dotato di un riflettore chiamato bersaglio cooperativo. specchio.
Se la frequenza angolare della luce modulata è ω, e il ritardo di fase generato da un viaggio di andata e ritorno sulla distanza D da misurare è φ, allora il tempo corrispondente t può essere espresso come:
t=φ/ω
Sostituendo questa relazione in (3-6) la distanza D può essere espressa come
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ più Δφ)
=c/4f (N più ΔN)=U(N più )
Nella formula:
φ——Il ritardo di fase totale generato dal segnale che va avanti e indietro alla linea di misurazione una volta.
ω——La frequenza angolare del segnale modulante, ω=2πf.
U——lunghezza unitaria, il valore è pari a 1/4 della lunghezza d'onda della modulazione
N——Il numero di semilunghezze d'onda modulate incluse nella linea di rilevamento.
Δφ——La porzione di ritardo di fase inferiore a π generata dal segnale che va avanti e indietro alla linea di misurazione una volta.
ΔN——La parte frazionaria dell'onda di modulazione contenuta nella linea di rilevamento che è inferiore alla metà della lunghezza d'onda.
ΔN=φ/ω
Sotto la modulazione data e le condizioni atmosferiche standard, la frequenza c/(4πf) è una costante. A questo punto, la misura della distanza diventa la misura del numero di semilunghezze d'onda contenute nella linea di rilevamento e la misura della parte frazionaria inferiore alla semilunghezza d'onda, cioè N O φ, a causa dello sviluppo dei moderni tecnologia di lavorazione di precisione e tecnologia di misurazione della fase radio, la misurazione di φ ha raggiunto una precisione molto elevata.
Per misurare l'angolo di fase φ inferiore a π, è possibile utilizzare diversi metodi per misurarlo. Di solito, la misurazione della fase di ritardo e la misurazione della fase digitale sono le più utilizzate. Attualmente, i telemetri laser a corto raggio utilizzano il principio della misurazione digitale della fase per ottenere φ.
