Sıcaklık ve Nem İzleme ve Mesafe Ölçüm Cihazının Prensip Analizi
Lazer telemetreler genellikle mesafeyi ölçmek için iki yöntem kullanır: darbe yöntemi ve faz yöntemi. Darbe aralığı belirleme işlemi şu şekildedir: telemetre tarafından yayılan lazer, ölçülen nesne tarafından yansıtılır ve daha sonra, aynı anda lazerin gidiş-dönüş süresini kaydeden telemetre tarafından alınır. Işık hızı ile gidiş-dönüş süresinin çarpımının yarısı telemetre ile ölçülen nesne arasındaki mesafedir. Mesafeyi ölçmek için darbe yönteminin doğruluğu genellikle artı /-1 metre civarındadır. Ayrıca bu tip telemetrelerin ölçüm kör bölgesi genellikle 15 metre civarındadır.
Lazer mesafe ölçümü, ışık dalgası ölçümünde bir mesafe ölçüm yöntemidir. Işığın A ve B noktaları arasında c hızıyla havada ileri geri gitmesi için gereken süre t ise A ve B noktaları arasındaki D mesafesi aşağıdaki gibi gösterilebilir.
D=ct/2
Denklemde:
D - A ve B istasyonunun iki noktası arasındaki mesafe;
C - atmosferdeki ışığın yayılma hızı;
T - Işığın A ve B arasında ileri geri gitmesi için gereken süre.
Yukarıdaki denklemden A ve B mesafelerini ölçmek için aslında ışığın yayılma zamanını (t) ölçmenin gerekli olduğu görülebilir. Farklı ölçüm yöntemlerine göre, lazer telemetreler genellikle iki ölçüm formuna ayrılabilir: darbe tipi ve faz tipi.
Faz lazer telemetre
Faz lazer telemetre, lazer ışınının genliğini modüle etmek ve ölçüm hattına ileri geri hareket eden modüle edilmiş ışığın oluşturduğu faz gecikmesini ölçmek için radyo bandının frekansını kullanır. Daha sonra modüle edilen ışığın dalga boyuna bağlı olarak bu faz gecikmesinin temsil ettiği mesafe dönüştürülür. Dolaylı yöntem, şekilde gösterildiği gibi ışığın ölçüm çizgisi boyunca ileri geri gitmesi için gereken süreyi belirlemek için kullanılır.
Faz lazer telemetreler genellikle hassas ölçümlerde kullanılır. Genellikle milimetre seviyesindeki yüksek doğruluğu nedeniyle, sinyali etkili bir şekilde yansıtmak ve ölçülen hedefi cihazın doğruluğuyla orantılı belirli bir noktayla sınırlamak için bu tür telemetre, işbirlikçi hedef adı verilen bir reflektörle donatılmıştır.
Modülasyon açısı frekansı ω ise, ölçülecek D mesafesindeki gidiş-dönüş tarafından oluşturulan faz gecikmesi φ olur, Bu durumda karşılık gelen t süresi şu şekilde ifade edilebilir:
T= φ/ω
Bu ilişkiyi (3-6) denkleminin D mesafesine koymak şu şekilde ifade edilebilir:
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π artı Δφ)
=C/4f (N artı Δ N) =U (N artı )
Denklemde:
φ—— Hatta ileri geri giden bir sinyalin oluşturduğu toplam faz gecikmesi.
ω—— Modüle edilmiş sinyalin açısal frekansı, ω= 2 π f.
U - Birim uzunluk, sayısal değer 1/4 modülasyon dalga boyuna eşittir
N - Ölçüm çizgisine dahil edilen modüle edilmiş yarım dalga boylarının sayısı.
Δφ—— Sinyal, ölçüm hattına gidiş-dönüşte π'den daha düşük bir faz gecikmesi üretir.
Δ N - Ölçüm hattında bulunan modülasyon dalgasının dalga boyunun yarısından daha az olan kesirli kısmı.
Δ N= φ/ω
Belirli modülasyon ve standart atmosferik koşullar altında, c/(4 π f) frekansı sabittir ve mesafe ölçümü, ölçüm çizgisine dahil edilen yarım dalga boylarının sayısının ölçümü ve yarım dalga boylarından daha az kesirli parçaların ölçümü haline gelir. , yani N veya φ, Modern hassas işleme teknolojisinin ve radyo faz ölçüm teknolojisinin gelişmesi nedeniyle φ Ölçüm, yüksek doğruluk elde etmiştir.
π φ'den küçük olan faz açısını ölçmek için ölçüm için farklı yöntemler kullanılabilir ve en sık kullanılan yöntemler gecikme fazı ölçümü ve dijital faz ölçümüdür. Şu anda, kısa menzilli lazer telemetreler φ elde etmek için dijital faz ölçümü prensibini kullanmaktadır.
Yukarıda belirtildiği gibi, genel olarak faz lazer telemetreler modüle edilmiş sinyallere sahip sürekli bir lazer ışını kullanır. Yüksek aralık doğruluğu elde etmek için işbirlikçi hedeflerin yapılandırılması gerekir. Şu anda piyasaya sürülen el tipi lazer telemetreler, yalnızca küçük boyut ve hafifliğe sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda işbirliğine ihtiyaç duymadan milimetre düzeyinde doğruluk elde edebilen dijital faz ölçümü darbe genişletme ve alt bölme teknolojisini kullanan, darbe lazerli telemetreler arasında başka bir yeni telemetre türüdür. Hedefler, Ölçüm aralığı 100 m'yi aştı ve mesafeyi doğrudan hızlı ve doğru bir şekilde görüntüleyebiliyor. Kısa menzilli hassas mühendislik ölçümü ve bina alanı ölçümünde en yeni tip uzunluk ölçüm standardı cihazıdır. Şu anda Leica Company tarafından üretilen DISTO serisi el tipi lazer telemetreler ve Trueyard lazer telemetreler yaygın olarak kullanılmaktadır.
