Ανάλυση αρχής μετρητή απόστασης και παρακολούθηση θερμοκρασίας και υγρασίας
Οι ανιχνευτές εύρους λέιζερ χρησιμοποιούν γενικά δύο μεθόδους για τη μέτρηση της απόστασης: μέθοδο παλμού και μέθοδο φάσης. Η διαδικασία της εμβέλειας της μεθόδου παλμών είναι η εξής: το λέιζερ που εκπέμπεται από τον ανιχνευτή εύρους ανακλάται από το μετρούμενο αντικείμενο και στη συνέχεια λαμβάνεται από τον ανιχνευτή εύρους και ο ανιχνευτής απόστασης καταγράφει τον χρόνο του λέιζερ εμπρός και πίσω ταυτόχρονα. Το μισό του γινόμενου της ταχύτητας του φωτός και του χρόνου μετ' επιστροφής είναι η απόσταση μεταξύ του μετρητή απόστασης και του μετρούμενου αντικειμένου. Η ακρίβεια της μέτρησης της απόστασης με τη μέθοδο παλμού είναι γενικά περίπου συν /{1}} μέτρο. Επιπλέον, η τυφλή ζώνη μέτρησης αυτού του τύπου αποστασιόμετρου είναι γενικά περίπου 15 μέτρα.
Η μέτρηση απόστασης με λέιζερ είναι μια μέθοδος μέτρησης απόστασης στη μέτρηση απόστασης κυμάτων φωτός. Εάν το φως ταξιδεύει στον αέρα με ταχύτητα c και χρειάζεται χρόνος t για να πάει μπρος-πίσω μεταξύ δύο σημείων Α και Β, τότε η απόσταση D μεταξύ των σημείων Α και Β μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εξής.
Δ=ct/2
Στον τύπο:
D——Η απόσταση μεταξύ δύο σημείων Α και Β της τοποθεσίας του σταθμού.
γ——η ταχύτητα του φωτός που διαδίδεται στην ατμόσφαιρα.
t——Ο χρόνος που απαιτείται για να πάει το φως μεταξύ Α και Β μία φορά.
Μπορεί να φανεί από τον παραπάνω τύπο ότι η μέτρηση της απόστασης των Α και Β είναι στην πραγματικότητα η μέτρηση του χρόνου t διάδοσης του φωτός. Σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους μέτρησης του χρόνου, οι ανιχνευτές εύρους λέιζερ μπορούν συνήθως να χωριστούν σε δύο τύπους μέτρησης: τύπο παλμού και τύπο φάσης.
Φάση Laser Rangefinder
Ο μετρητής απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιεί τη συχνότητα της ζώνης ραδιοφώνου για να διαμορφώσει το πλάτος της δέσμης λέιζερ και να μετρήσει την καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από το διαμορφωμένο φως που πηγαίνει πέρα δώθε στη γραμμή έρευνας μία φορά και στη συνέχεια μετατρέπει την απόσταση που αντιπροσωπεύεται από την καθυστέρηση φάσης σύμφωνα με στο μήκος κύματος του διαμορφωμένου φωτός. Δηλαδή, η έμμεση μέθοδος χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του χρόνου που απαιτείται για να ταξιδέψει το φως μέσω της γραμμής έρευνας.
Οι μετρητές απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιούνται γενικά στη μέτρηση απόστασης ακριβείας. Λόγω της υψηλής ακρίβειάς του, γενικά σε επίπεδο χιλιοστών, προκειμένου να αντανακλά αποτελεσματικά το σήμα και να περιοριστεί ο μετρούμενος στόχος σε ένα συγκεκριμένο σημείο ανάλογο με την ακρίβεια του οργάνου, αυτός ο αποστασιόμετρο είναι εξοπλισμένος με έναν ανακλαστήρα που ονομάζεται συνεργατικός στόχος. καθρέφτης.
Εάν η γωνιακή συχνότητα του διαμορφωμένου φωτός είναι ω, και η καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από μια διαδρομή μετ' επιστροφής στην απόσταση D που θα μετρηθεί είναι φ, τότε ο αντίστοιχος χρόνος t μπορεί να εκφραστεί ως:
t=φ/ω
Αντικαθιστώντας αυτήν τη σχέση σε (3-6) η απόσταση D μπορεί να εκφραστεί ως
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ συν Δφ)
=c/4f (N συν ΔN)=U(N συν )
Στον τύπο:
φ——Η συνολική καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από το σήμα που πηγαίνει μπρος-πίσω στη γραμμή μέτρησης μία φορά.
ω——Η γωνιακή συχνότητα του σήματος διαμόρφωσης, ω=2πf.
U——μονάδα μήκους, η τιμή είναι ίση με το 1/4 του μήκους κύματος διαμόρφωσης
N——Ο αριθμός των διαμορφωμένων ημιμηκών κύματος που περιλαμβάνονται στη γραμμή έρευνας.
Δφ——Το τμήμα της καθυστέρησης φάσης μικρότερο από το π που παράγεται από το σήμα που πηγαίνει μπρος-πίσω στη γραμμή μέτρησης μία φορά.
ΔN——Το κλασματικό τμήμα του κύματος διαμόρφωσης που περιέχεται στη γραμμή έρευνας και είναι μικρότερο από το μισό μήκος κύματος.
ΔN=φ/ω
Υπό τη δεδομένη διαμόρφωση και τις τυπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, η συχνότητα c/(4πf) είναι σταθερή. Αυτή τη στιγμή, η μέτρηση της απόστασης γίνεται η μέτρηση του αριθμού των μισών μηκών κύματος που περιέχονται στη γραμμή έρευνας και η μέτρηση του κλασματικού μέρους μικρότερου από το μισό μήκος κύματος, δηλαδή N ή φ, λόγω της ανάπτυξης των σύγχρονων τεχνολογία κατεργασίας ακριβείας και τεχνολογία μέτρησης ραδιοφάσης, η μέτρηση του φ έχει φτάσει σε πολύ υψηλή ακρίβεια.
Για να μετρηθεί η γωνία φάσης φ που είναι μικρότερη από π, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές μέθοδοι για τη μέτρησή της. Συνήθως, η μέτρηση καθυστέρησης φάσης και η ψηφιακή μέτρηση φάσης είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες. Επί του παρόντος, οι αποστασιοποιητές λέιζερ μικρής εμβέλειας χρησιμοποιούν την αρχή της ψηφιακής μέτρησης φάσης για να λάβουν φ.
