Análisis del principio del medidor de distancia y monitoreo de temperatura y humedad.
Los telémetros láser generalmente utilizan dos métodos para medir la distancia: el método de pulso y el método de fase. El proceso de medición del método de pulso es el siguiente: el láser emitido por el telémetro es reflejado por el objeto medido y luego recibido por el telémetro, y el telémetro registra el tiempo del láser de ida y vuelta al mismo tiempo. La mitad del producto de la velocidad de la luz por el tiempo de ida y vuelta es la distancia entre el telémetro y el objeto medido. La precisión de la medición de distancia mediante el método del pulso es generalmente de aproximadamente más /- 1 metro. Además, la zona ciega de medición de este tipo de telémetro suele ser de unos 15 metros.
La medición de distancia por láser es un método de medición de distancia en la medición de distancia de ondas de luz. Si la luz viaja en el aire a velocidad c y toma un tiempo t para ir y venir entre dos puntos A y B, entonces la distancia D entre los puntos A y B se puede usar de la siguiente manera expresa.
D=ct/2
En la fórmula:
D——La distancia entre dos puntos A y B del sitio de la estación;
c——la velocidad de la luz que se propaga en la atmósfera;
t——El tiempo necesario para que la luz vaya y venga entre A y B una vez.
De la fórmula anterior se puede ver que medir la distancia entre A y B es en realidad medir el tiempo t de propagación de la luz. Según los diferentes métodos de medición del tiempo, los telémetros láser generalmente se pueden dividir en dos tipos de medición: tipo de pulso y tipo de fase.
Telémetro láser de fase
El telémetro láser de fase utiliza la frecuencia de la banda de radio para modular la amplitud del rayo láser y medir el retraso de fase generado por la luz modulada que va y viene a la línea de estudio una vez, y luego convierte la distancia representada por el retraso de fase de acuerdo a la longitud de onda de la luz modulada. Es decir, el método indirecto se utiliza para medir el tiempo necesario para que la luz viaje a través de la línea topográfica.
Los telémetros láser de fase se utilizan generalmente para medir distancias de precisión. Debido a su alta precisión, generalmente a nivel milimétrico, para reflejar eficazmente la señal y limitar el objetivo medido a un punto específico acorde con la precisión del instrumento, este telémetro está equipado con un reflector llamado objetivo cooperativo. espejo.
Si la frecuencia angular de la luz modulada es ω, y el retraso de fase generado por un viaje de ida y vuelta a lo largo de la distancia D a medir es φ, entonces el tiempo correspondiente t se puede expresar como:
t=φ/ω
Sustituyendo esta relación en (3-6) la distancia D se puede expresar como
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ más Δφ)
=c/4f (N más ΔN)=U(N más )
En la fórmula:
φ——El retraso de fase total generado por la señal que va y viene a la línea de medición una vez.
ω——La frecuencia angular de la señal moduladora, ω=2πf.
U——unidad de longitud, el valor es igual a 1/4 de la longitud de onda de modulación
N——El número de medias longitudes de onda moduladas incluidas en la línea de estudio.
Δφ——La porción del retraso de fase menor que π generado por la señal que va y viene a la línea de medición una vez.
ΔN——La parte fraccionaria de la onda de modulación contenida en la línea de estudio que es menor que la mitad de la longitud de onda.
ΔN=φ/ω
Bajo la modulación dada y las condiciones atmosféricas estándar, la frecuencia c/(4πf) es una constante. En este momento, la medición de la distancia se convierte en la medición del número de medias longitudes de onda contenidas en la línea de medición y la medición de la parte fraccionaria menor que la mitad de la longitud de onda, es decir, N o φ, debido al desarrollo de la tecnología moderna. Tecnología de mecanizado de precisión y tecnología de medición de fase de radio, la medición de φ ha alcanzado una precisión muy alta.
Para medir el ángulo de fase φ que es menor que π, se pueden utilizar diferentes métodos para medirlo. Generalmente, la medición de fase de retardo y la medición de fase digital son las más utilizadas. En la actualidad, los telémetros láser de corto alcance utilizan el principio de medición de fase digital para obtener φ.
