Analisi di principio del misuratore di distanza e monitoraggio della temperatura e dell'umidità
I telemetri laser generalmente utilizzano due metodi per misurare la distanza: metodo a impulsi e metodo di fase. Il processo del metodo dell'impulso che va 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 allo stesso tempo. La metà del prodotto della velocità della luce e del 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 a velocità c e impiega il 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 usata come segue express.
D=ct/2
Nella formula:
D——la distanza tra due punti A e B 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.
Si può vedere dalla formula precedente che misurare la distanza di A e B è in realtà misurare il tempo t di propagazione della luce. In base ai diversi metodi di misurazione del tempo, i telemetri laser possono essere generalmente suddivisi in due tipi di misurazione: tipo di impulso e tipo di fase.
Telemetro laser di 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 andando avanti e indietro rispetto alla linea di rilevamento una volta, quindi convertire la distanza rappresentata dal ritardo di fase secondo alla lunghezza d'onda della luce modulata. Cioè, il metodo indiretto viene utilizzato per misurare il tempo necessario alla luce per viaggiare attraverso la linea di rilevamento.
I telemetri laser di fase sono generalmente utilizzati nella misurazione della distanza di precisione. Per la sua elevata precisione, generalmente a livello millimetrico, al fine di riflettere efficacemente il segnale e limitare il bersaglio misurato ad 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 da misurare D è φ, allora il tempo t corrispondente 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 uguale a 1/4 della lunghezza d'onda di modulazione
N——Il numero di mezze lunghezze d'onda modulate incluse nella linea di rilevamento.
Δφ——La parte del 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 mezze lunghezze d'onda contenute nella linea di rilievo e la misura della parte frazionaria inferiore alla mezza lunghezza d'onda, cioè N o φ, a causa dello sviluppo della moderna 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 che è inferiore a π, è possibile utilizzare diversi metodi per misurarlo. Solitamente, le più utilizzate sono la misura della fase di ritardo e la misura della fase digitale. Attualmente, i telemetri laser a corto raggio utilizzano il principio della misurazione digitale della fase per ottenere φ.
In generale, il telemetro laser a fase utilizza un raggio laser con un segnale modulato per emettere continuamente. Per ottenere una misurazione della distanza ad alta precisione, è necessario configurare un target cooperativo. Tuttavia, l'attuale telemetro laser portatile è un telemetro laser a impulsi. Un altro nuovo tipo di telemetro nel telemetro, non è solo di piccole dimensioni e leggero, ma utilizza anche la tecnologia di ampliamento e suddivisione dell'impulso di misurazione della fase digitale, che può raggiungere una precisione millimetrica senza la necessità di un obiettivo cooperativo. Il campo di misurazione ha superato i 100 m e può visualizzare direttamente la distanza in modo rapido e preciso. È l'ultimo strumento di misurazione della lunghezza standard nella misurazione dell'ingegneria di precisione di precisione a corto raggio e nella misurazione dell'area dell'edificio.
