Lazer mesafe bulucunun prensibi ve kullanımı
Lazer telemetre prensibi
Lazer mesafe bulucuları genellikle mesafeyi ölçmek için iki yöntem kullanır: darbe yöntemi ve faz yöntemi. Darbe yöntemi aralıklandırma işlemi aşağıdaki gibidir: telemetre tarafından yayılan lazer, ölçülen nesne tarafından yansıtılır ve daha sonra telemetre tarafından alınır ve telemetre, lazerin zamanını aynı anda ileri ve geri kaydeder. Işık hızı ile gidiş-dönüş süresinin çarpımının yarısı telemetre ile ölçülen nesne arasındaki mesafedir. Darbe yöntemiyle mesafe ölçümünün doğruluğu genellikle artı /- 1 metre civarındadır. Ek olarak, bu tür telemetrenin ölçüm kör bölgesi genellikle yaklaşık 15 metredir. Lazer mesafe ölçümü, ışık dalgası mesafe ölçümünde kullanılan bir mesafe ölçüm yöntemidir. Işık havada c hızıyla yol alıyorsa ve A ve B noktaları arasında gidip gelmesi t zaman alıyorsa, A ve B noktaları arasındaki D mesafesi aşağıdaki gibi ifade edilebilir.
D=ct/2
Formülde:
D——istasyonun iki A ve B noktası arasındaki mesafe;
c——atmosferde yayılan ışığın hızı;
t——Işığın A ve B arasında bir kez gidip gelmesi için gereken süre.
Yukarıdaki formülden, A ve B'nin mesafesini ölçmenin aslında ışık yayılımının t zamanını ölçmek olduğu görülebilir. Farklı zaman ölçüm yöntemlerine göre, lazer mesafe bulucuları genellikle iki tür ölçüme ayrılabilir: darbe tipi ve faz tipi.
Faz Lazer Mesafe Ölçer
Faz lazer telemetre, lazer ışınının genliğini modüle etmek için radyo bandının frekansını kullanır ve araştırma hattına bir kez ileri geri giden modüle edilmiş ışığın ürettiği faz gecikmesini ölçer ve ardından faz gecikmesi tarafından temsil edilen mesafeyi buna göre dönüştürür. modüle edilmiş ışığın dalga boyuna. Yani, ışığın araştırma hattından geçmesi için gereken süreyi ölçmek için dolaylı yöntem kullanılır. Faz lazer uzaklık ölçerler genellikle hassas mesafe ölçümünde kullanılır. Sinyali etkili bir şekilde yansıtmak ve ölçülen hedefi cihazın doğruluğu ile orantılı belirli bir noktayla sınırlamak için genellikle milimetre seviyesindeki yüksek hassasiyeti nedeniyle, bu telemetre, işbirlikçi hedef adı verilen bir reflektör ile donatılmıştır. ayna. Modüle edilmiş ışığın açısal frekansı ω ise ve ölçülecek D mesafesi boyunca bir gidiş-dönüş tarafından üretilen faz gecikmesi φ ise, karşılık gelen t süresi şu şekilde ifade edilebilir:
t=φ/ω
Bu ilişkiyi (3-6) D mesafesine koyarak şu şekilde ifade edilebilir:
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ artı Δφ)
=c/4f(N artı ΔN)=U(N artı )
Formülde:
φ——Ölçüm hattına bir kez gidip gelen sinyal tarafından üretilen toplam faz gecikmesi.
ω——Modülasyon sinyalinin açısal frekansı, ω=2πf.
U——birim uzunluk, değer 1/4 modülasyon dalga boyuna eşittir
N——İnceleme hattına dahil edilen modüle edilmiş yarım dalga boylarının sayısı.
Δφ——Ölçüm hattına bir kez ileri geri giden sinyal tarafından üretilen π'den küçük faz gecikmesi kısmı.
ΔN——İnceleme hattında bulunan modülasyon dalgasının, dalga boyunun yarısından daha az olan kesirli kısmı.
ΔN=φ/ω
Verilen modülasyon ve standart atmosferik koşullar altında, c/(4πf) frekansı bir sabittir. Şu anda, mesafenin ölçümü, modern teknolojinin gelişmesi nedeniyle, araştırma hattında bulunan yarım dalga boylarının sayısının ölçümü ve yarı dalga boyundan daha az olan kesirli kısmın, yani N veya φ'nin ölçümü haline gelir. hassas işleme teknolojisi ve radyo fazlı ölçüm teknolojisi, φ ölçümü çok yüksek doğruluğa ulaşmıştır. π'den küçük olan faz açısı φ'yi ölçmek için farklı yöntemler kullanılabilir. Genellikle, gecikme fazı ölçümü ve dijital faz ölçümü en yaygın kullanılanlardır. Şu anda, kısa menzilli lazer telemetreler, φ elde etmek için dijital faz ölçümü ilkesini kullanır.
Genel olarak konuşursak, faz lazer telemetre sürekli olarak yaymak için modüle edilmiş bir sinyale sahip bir lazer ışını kullanır. Yüksek hassasiyetli bir mesafe ölçümü elde etmek için işbirlikçi bir hedefin yapılandırılması gerekir. Şu anda piyasaya sürülen el tipi lazer mesafe bulucu, darbeli bir lazer mesafe bulucudur. Telemetredeki bir başka yeni telemetre türü, yalnızca boyut olarak küçük ve ağırlık olarak hafif olmakla kalmaz, aynı zamanda işbirlikçi hedeflere ihtiyaç duymadan milimetre düzeyinde doğruluk elde edebilen dijital faz ölçüm darbe genişletme ve alt bölme teknolojisini kullanır. Ölçüm aralığı 100m'yi aştı ve mesafeyi doğrudan hızlı ve doğru bir şekilde görüntüleyebilir. Kısa menzilli hassas hassas mühendislik ölçümü ve bina alanı ölçümünde en son standart uzunluk ölçüm cihazıdır.
