Principi e applicazioni del telemetro laser di fase
Il telemetro laser di fase utilizza il raggio laser per modulare l'ampiezza e misurare il ritardo di fase causato dalla luce di modulazione che va avanti e indietro sulla linea di misurazione una volta, quindi converte la distanza rappresentata da questo ritardo di fase in base alla lunghezza d'onda della luce di modulazione . Cioè, il tempo necessario affinché la luce passi attraverso la linea di misurazione di andata e ritorno viene misurato con il metodo indiretto.
Il telemetro laser di fase viene generalmente utilizzato nella misurazione di precisione. A causa della sua elevata precisione, che è generalmente di livello millimetrico, per riflettere efficacemente il segnale e limitare il target di misurazione a un punto specifico commisurato alla precisione dello strumento, questo tipo di telemetro è dotato di uno specchio chiamato target cooperativo.
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 t corrispondente 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/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
Dove:
Φ —— Il ritardo di fase totale causato dal segnale che va avanti e indietro dalla linea di misurazione contemporaneamente.
Ω-la frequenza angolare del segnale di modulazione, Ω=2π f.
Lunghezza unità U, il valore è pari a 1/4 della lunghezza d'onda di modulazione.
N—— Il numero di semilunghezze d'onda di modulazione incluse nella linea di misurazione.
Δ φ —— La parte in cui il ritardo di fase è inferiore a π quando il segnale viaggia contemporaneamente da e verso la linea di misurazione.
ΔN—— La parte frazionaria dell'onda di modulazione contenuta nella linea di misurazione è inferiore a mezza lunghezza d'onda.
ΔN=φ/ω
Nella modulazione data e nelle condizioni atmosferiche standard, la frequenza c/(4πf) è costante, in questo momento la misura della distanza diventa la misura del numero di semilunghezze d'onda contenute nella linea di rilevamento e la misura della parte frazionaria meno di mezza lunghezza d'onda, cioè la misura di N o φ. Grazie allo sviluppo della moderna tecnologia di lavorazione di precisione e della tecnologia di misurazione della fase radio, la misurazione di φ ha raggiunto un'elevata precisione.
Per misurare l'angolo di fase φ inferiore a π, è possibile utilizzare diversi metodi per misurarlo. Di solito, la misurazione di fase ritardata e la misurazione di fase digitale sono le più utilizzate, mentre i telemetri laser a corto raggio utilizzano tutti il principio di misurazione di fase digitale per ottenere φ.
In generale, il telemetro laser a fase utilizza l'emissione continua di un raggio laser con segnale di modulazione e, per ottenere un'elevata precisione di misurazione, deve essere dotato di bersagli cooperativi. Il telemetro laser portatile è un altro nuovo telemetro nel telemetro laser a impulsi, che non è solo di piccole dimensioni e leggero, ma adotta anche la tecnologia di suddivisione dell'ampliamento dell'impulso con misurazione di fase digitale, che può raggiungere una precisione a livello millimetrico senza obiettivi cooperativi e il campo di misurazione ha superato i 100 m e può visualizzare direttamente la distanza in modo rapido e preciso. È l'ultimo strumento standard di misurazione della lunghezza nel rilevamento di ingegneria di precisione a corto raggio e nel rilevamento delle aree di costruzione di edifici. Ora il più utilizzato è il telemetro laser portatile della serie DISTO prodotto da Leica.
