Analisi dei principi del monitoraggio della temperatura e dell'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 viaggio di andata e ritorno del laser. 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 intorno a più /-1 metro. Inoltre, la zona cieca 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 luminose. Se il tempo necessario alla luce per viaggiare avanti e indietro tra i punti A e B alla velocità c nell'aria è t, allora la distanza D tra i punti A e B può essere rappresentata come segue.
D=ct/2
Nell'equazione:
D - la distanza tra due punti delle 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.
Dall'equazione precedente si vede che 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 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 viaggia avanti e indietro verso la linea di misurazione. Quindi, in base alla lunghezza d'onda della luce modulata, viene convertita la distanza rappresentata da questo ritardo di fase. Il metodo indiretto viene utilizzato per determinare il tempo necessario alla luce per viaggiare avanti e indietro attraverso la linea di misurazione, come mostrato in figura.
I telemetri laser di fase sono generalmente utilizzati nella misurazione di precisione. A causa della sua elevata precisione, solitamente a livello millimetrico, per riflettere efficacemente il segnale 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, quindi il tempo corrispondente t può essere espresso come:
T= φ/ω
Sostituendo questa relazione nella distanza D dell'equazione (3-6) può essere espressa come
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π più Δφ)
=C/4f (N più Δ N) =U (N più )
Nell'equazione:
φ—— Il ritardo di fase totale generato da un segnale che viaggia avanti e indietro verso la linea.
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 in un viaggio di andata e ritorno verso la linea di misurazione.
Δ N - La parte frazionaria dell'onda di modulazione contenuta nella linea di misurazione che è inferiore alla metà della lunghezza d'onda.
Δ N= φ/ω
Sotto una determinata modulazione e condizioni atmosferiche standard, la frequenza c/(4 π f) è una costante e la misurazione della distanza diventa la misurazione del numero di mezze lunghezze d'onda incluse nella linea di misurazione e la misurazione delle parti frazionarie inferiori alla metà della lunghezza d'onda , cioè N o φ, Grazie allo sviluppo della moderna tecnologia di lavorazione di precisione e della tecnologia di misurazione della fase radio φ La misurazione ha raggiunto un'elevata precisione.
Per misurare un angolo di fase inferiore a π φ, è possibile utilizzare diversi metodi di misurazione e i metodi più comunemente utilizzati sono la misurazione della fase di ritardo e la misurazione della fase digitale. Attualmente, 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 obiettivi cooperativi. I telemetri laser portatili attualmente lanciati sono un altro nuovo tipo di telemetri tra i telemetri laser a impulsi, che non solo hanno dimensioni ridotte e peso leggero, ma utilizzano anche la tecnologia di ampliamento e suddivisione degli impulsi per la misurazione della fase digitale, che può raggiungere una precisione di livello millimetrico senza la necessità di cooperazione obiettivi, 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. Attualmente, i telemetri laser portatili della serie DISTO e i telemetri laser Trueyard prodotti dalla Leica Company sono ampiamente utilizzati.
