Lämpötila- ja kosteusmittarin ja etäisyysmittauslaitteen periaatteen analyysi
Laseretäisyysmittarit käyttävät yleensä kahta menetelmää etäisyyden mittaamiseen: pulssimenetelmää ja vaihemenetelmää. Pulssin mittausprosessi on seuraava: etäisyysmittarin lähettämä laser heijastuu mitattavaan kohteeseen ja vastaanottaa sen sitten etäisyysmittariin, joka samanaikaisesti tallentaa laserin edestakaisen matkan ajan. Puolet valonnopeuden ja edestakaisen matka-ajan tulosta on etäisyysmittarin ja mitattavan kohteen välinen etäisyys. Pulssimenetelmän tarkkuus etäisyyden mittaamiseen on yleensä noin +/-1 metriä. Lisäksi tämän tyyppisen etäisyysmittarin kuollut kulma on yleensä noin 15 metriä.
Laseretäisyysmittaus on optisen aallon etäisyyden mittausmenetelmä. Jos aika, joka tarvitaan valon kulkemiseen edestakaisin pisteiden A ja B välillä nopeudella c ilmassa, on t, niin pisteiden A ja B välinen etäisyys D voidaan esittää seuraavasti.
D=ct/2
Kaavassa:
D - Mittaa kahden pisteen välinen etäisyys asemilla A ja B;
C - Valon etenemisnopeus ilmakehässä;
T – Aika, joka tarvitaan valon kulkemiseen edestakaisin A:n ja B:n välillä.
Kuten yllä olevasta yhtälöstä voidaan nähdä, etäisyyksien A ja B mittaamiseksi on itse asiassa tarpeen mitata valon etenemisaika t. Eri mittausmenetelmien mukaan laseretäisyysmittarit voidaan yleensä jakaa kahteen mittausmuotoon: pulssityyppiin ja vaihetyyppiin.
Vaihetyyppinen laseretäisyysmittari
Vaihelaser-etäisyysmittari on laite, joka käyttää radiokaistan taajuutta moduloimaan lasersäteen amplitudia ja mittaamaan edestakaisin mittauslinjalle kulkevan moduloidun valon tuottaman vaiheviiveen. Moduloidun valon aallonpituuden perusteella tämän vaiheviiveen edustama etäisyys muunnetaan sitten. Mittaa aika, joka tarvitaan valon kulkemiseen edestakaisin mittauslinjan läpi epäsuorilla menetelmillä.
Vaihelaseretäisyysmittareita käytetään yleensä tarkkuusmittauksissa. Korkean tarkkuutensa, yleensä millimetrin alueella, heijastaakseen tehokkaasti signaaleja ja rajoittaakseen mitatun kohteen tiettyyn pisteeseen, joka on verrannollinen instrumentin tarkkuuteen, tämäntyyppinen etäisyysmittari on varustettu heijastimella, jota kutsutaan yhteistoiminnalliseksi maaliksi.
Jos modulaatiokulman taajuus on ω, Mitattavalla matkalla D meno-paluumatkan synnyttämä vaiheviive on φ, Vastaava aika t voidaan ilmaista seuraavasti:
T= φ/ω
Kun tämä suhde korvataan yhtälöllä (3-6), etäisyys D voidaan ilmaista seuraavasti
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
Kaavassa:
φ-- Kokonaisvaiheviive, jonka signaali tuottaa edestakaisin mittauslinjalle.
ω-- Moduloidun signaalin kulmataajuus, ω= 2 π f.
U - Yksikön pituus, numeerinen arvo, joka vastaa 1/4 modulaation aallonpituutta
N - Mittausviivaan sisältyvien moduloitujen puoliaallonpituuksien lukumäärä.
Δφ-- Signaali generoi alle π:n vaiheviiveen kulkiessaan edestakaisin mittauslinjalle.
Δ N - Mittausviivan modulaatioaallon desimaaliosa, joka on pienempi kuin puolet aallonpituudesta.
Δ N= φ/ω
Tietyissä modulaatio- ja vakioilmakehän olosuhteissa taajuus c/(4 π f) on vakio ja etäisyyden mittauksesta tulee mittausviivan sisältämien puoliaallonpituuksien lukumäärän mittaus ja alle puolet pienemmän murto-osan mittaus. aallonpituus eli mittaus N tai φ, Nykyaikaisen tarkkuustyöstötekniikan ja langattoman vaihemittaustekniikan kehityksen ansiosta φ Mittaus on saavuttanut korkean tarkkuuden.
Alle π φ:n vaihekulman mittaamiseksi Mittaus voidaan suorittaa eri menetelmillä, joista yleisimmin käytetty on viivästetty vaihemittaus ja digitaalinen vaihemittaus. Tällä hetkellä kaikki lyhyen kantaman laseretäisyysmittarit käyttävät digitaalisen vaihemittauksen periaatetta φ:n saamiseksi.
Kuten edellä mainittiin, vaihelaseretäisyysmittarit käyttävät yleensä jatkuvaa lasersädettä moduloiduilla signaaleilla. Korkean mittaustarkkuuden saavuttamiseksi on määritettävä yhteistyökohde. Tällä hetkellä markkinoille tuodut kädessä pidettävät laseretäisyysmittarit ovat toinen uusi pulssilaseretäisyysmittari. Ne eivät ole vain kooltaan pieniä ja kevyitä, vaan ne käyttävät myös digitaalista vaihemittauspulssin laajennus- ja alajakotekniikkaa, jolla voidaan saavuttaa millimetrin tasotarkkuus ilman yhteistyötavoitteiden tarvetta. Mittausalue on ylittänyt 100 metriä ja se voi näyttää etäisyyden nopeasti ja tarkasti suoraan. Se on uusin pituusmittauksen standardiinstrumentti lyhyen kantaman tarkkuusmittauksissa ja rakennusalan mittauksissa.
