Laseretäisyysmittarin periaate ja käyttö

Laseretäisyysmittarin periaate ja käyttö

Laseretäisyysmittarin periaate

Laseretäisyysmittarit käyttävät yleensä kahta menetelmää etäisyyden mittaamiseen: pulssimenetelmää ja vaihemenetelmää. Pulssimenetelmän etäisyysmittausprosessi on seuraava: etäisyysmittarin lähettämä laser heijastuu mitattuun kohteeseen ja vastaanottaa sen sitten etäisyysmittariin, ja etäisyysmittari tallentaa laserin ajan edestakaisin samaan aikaan. Puolet valonnopeuden ja edestakaisen matka-ajan tulosta on etäisyysmittarin ja mitattavan kohteen välinen etäisyys. Etäisyyden mittauksen tarkkuus pulssimenetelmällä on yleensä noin plus /- 1 metriä. Lisäksi tämän tyyppisen etäisyysmittarin mittaussokea vyöhyke on yleensä noin 15 metriä. Laseretäisyysmittaus on menetelmä etäisyyden mittaamiseen valoaallon etäisyysmittauksessa. Jos valo kulkee ilmassa nopeudella c ja kestää t mennä edestakaisin kahden pisteen A ja B välillä, niin pisteiden A ja B välistä etäisyyttä D voidaan käyttää seuraavasti ilmaistaan.

D=ct/2

Kaavassa:

D——aseman kahden pisteen A ja B välinen etäisyys;

c——ilmakehässä etenevän valon nopeus;

t——aika, joka tarvitaan valon siirtymiseen edestakaisin A:n ja B:n välillä kerran.

Yllä olevasta kaavasta voidaan nähdä, että A:n ja B:n etäisyyden mittaaminen tarkoittaa itse asiassa valon etenemisajan t mittaamista. Erilaisten ajanmittausmenetelmien mukaan laseretäisyysmittarit voidaan yleensä jakaa kahteen mittaustyyppiin: pulssityyppiin ja vaihetyyppiin.

Vaihe laseretäisyysmittari

Vaihelaser-etäisyysmittari käyttää radiokaistan taajuutta moduloimaan lasersäteen amplitudia ja mittaamaan kerran edestakaisin mittausviivalle menevän moduloidun valon synnyttämän vaiheviiveen ja muuntaa sitten vaiheviiveen edustaman etäisyyden. moduloidun valon aallonpituuteen. Toisin sanoen epäsuoraa menetelmää käytetään mittaamaan aikaa, joka tarvitaan valon kulkemiseen mittauslinjan läpi. Vaihelaseretäisyysmittareita käytetään yleensä tarkkuusetäisyysmittauksissa. Koska etäisyysmittari on erittäin tarkka, yleensä millimetritasolla, signaalin heijastamiseksi tehokkaasti ja mitatun kohteen rajoittamiseksi tiettyyn pisteeseen, joka on oikeassa suhteessa instrumentin tarkkuuteen, tämä etäisyysmittari on varustettu heijastimella, jota kutsutaan yhteistoiminnalliseksi maaliksi. peili. Jos moduloidun valon kulmataajuus on ω ja yhden edestakaisen matkan synnyttämä vaiheviive mitattavan matkan D yli on φ, niin vastaava aika t voidaan ilmaista seuraavasti:

t=φ/ω

Kun tämä suhde korvataan arvolla (3-6), etäisyys D voidaan ilmaista seuraavasti

D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ plus Δφ)

=c/4f(N plus ΔN)=U(N plus )

Kaavassa:

φ——Kokonaisvaiheviive, jonka signaali tuottaa kerran edestakaisin mittauslinjalle.

ω——Moduloivan signaalin kulmataajuus, ω=2πf.

U——yksikön pituus, arvo on yhtä suuri kuin 1/4 modulaation aallonpituudesta

N——Mittausriville sisältyvien moduloitujen puoliaallonpituuksien lukumäärä.

Δφ——Se vaiheviiveestä, joka on pienempi kuin π, jonka signaali tuottaa kerran edestakaisin mittauslinjalle.

ΔN——Meritysviivan modulaatioaallon murto-osa, joka on pienempi kuin puolet aallonpituudesta.

ΔN=φ/ω

Annetuissa modulaatioissa ja vakioilmakehän olosuhteissa taajuus c/(4πf) on vakio. Tällä hetkellä etäisyyden mittauksesta tulee mittausviivan sisältämien puoliaallonpituuksien lukumäärän mittaus ja puoliaallonpituutta pienemmän murto-osan mittaus, eli N tai φ, nykyaikaisen tekniikan kehityksen vuoksi. tarkkuustyöstötekniikka ja radiovaihemittaustekniikka, φ:n mittaus on saavuttanut erittäin suuren tarkkuuden. Jotta voidaan mitata vaihekulmaa φ, joka on pienempi kuin π, sen mittaamiseen voidaan käyttää erilaisia ​​menetelmiä. Yleensä viivevaihemittaus ja digitaalinen vaihemittaus ovat laajimmin käytettyjä. Tällä hetkellä lyhyen kantaman laseretäisyysmittarit käyttävät digitaalisen vaihemittauksen periaatetta φ:n saamiseksi.

Yleisesti ottaen vaihelaser-etäisyysmittari käyttää lasersädettä moduloidulla signaalilla jatkuvaan lähettämiseen. Korkean tarkkuuden etäisyysmittauksen saamiseksi on määritettävä yhteistoiminnallinen kohde. Tällä hetkellä markkinoille tuotu kädessä pidettävä laseretäisyysmittari on pulssikäyttöinen laseretäisyysmittari. Toinen uudentyyppinen etäisyysmittari etäisyysmittarissa, se ei ole vain pienikokoinen ja kevyt, vaan se käyttää myös digitaalista vaihemittauspulssin laajennus- ja alajakotekniikkaa, joka voi saavuttaa millimetritason tarkkuuden ilman yhteistoiminnallisia kohteita. Mittausalue on ylittänyt 100 m, ja se voi nopeasti ja tarkasti näyttää etäisyyden suoraan. Se on uusin standardipituuden mittauslaite lyhyen kantaman tarkkuustekniikan mittaus- ja rakennusalan mittauksissa.