Aplicación y teoría del telémetro láser de fase
El telémetro láser de fase utiliza la modulación de amplitud del rayo láser para 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 con 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. Los telémetros láser de corto alcance utilizan el principio de medición de fase digital para obtener φ.
En términos generales, el telémetro láser de fase utiliza un rayo láser con una señal modulada para emitir continuamente. Para obtener una medición de rango de alta precisión, es necesario configurar un objetivo cooperativo. El telémetro láser portátil es un telémetro láser pulsado. Otro nuevo tipo de telémetro en el instrumento, no solo es pequeño en tamaño y liviano, sino que también utiliza tecnología de subdivisión y ampliación de pulso de medición de fase digital, que puede lograr una precisión de nivel milimétrico sin la necesidad de un objetivo cooperativo. El rango de medición ha superado los 100 m y puede mostrar la distancia directamente de forma rápida y precisa. Es el último instrumento de medición de longitud estándar en medición de ingeniería de precisión de corto alcance y medición de área de construcción. El más utilizado es el telémetro láser portátil de la serie DISTO producido por Leica Company.
