Princípy a aplikácie fázových laserových diaľkomerov
Fázový laserový diaľkomer používa laserový lúč na vykonanie amplitúdovej modulácie a meria fázové oneskorenie spôsobené modulovaným svetlom pohybujúcim sa tam a späť k meracej čiare raz, a potom prevádza vzdialenosť reprezentovanú týmto fázovým oneskorením na základe vlnovej dĺžky modulovaného svetla. . To znamená, že nepriama metóda sa používa na meranie času potrebného na to, aby svetlo prešlo tam a späť z meracej čiary.
Fázové laserové diaľkomery sa vo všeobecnosti používajú na presné meranie vzdialenosti. Vďaka svojej vysokej presnosti, vo všeobecnosti milimetrovej úrovni, s cieľom efektívne odrážať signál a obmedziť cieľ merania na konkrétny bod zodpovedajúci presnosti prístroja, je tento diaľkomer vybavený odrazom nazývaným kooperatívny cieľ. zrkadlo.
Ak je uhlová frekvencia modulovaného svetla ω a fázové oneskorenie generované jednou spiatočnou cestou na vzdialenosť D, ktorá sa má merať, je φ, potom zodpovedajúci čas t možno vyjadriť ako:
t=φ/ω
Dosadením tohto vzťahu do rovnice (3-6) možno vzdialenosť D vyjadriť ako
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
Vo vzorci:
φ--Celkové fázové oneskorenie produkované signálom pohybujúcim sa tam a späť k meracej linke.
ω--Uhlová frekvencia modulovaného signálu, ω=2πf.
U--Dĺžka jednotky, hodnota sa rovná 1/4 modulačnej vlnovej dĺžky
N--Počet modulovaných polvlnových dĺžok obsiahnutých v meracej linke.
Δφ--Fázové oneskorenie vytvárané signálom pohybujúcim sa tam a späť k meracej linke je menšie ako π.
ΔN--Zlomková časť modulovanej vlny obsiahnutej v meracom vedení, ktorá je menšia ako polovica vlnovej dĺžky.
ΔN=φ/ω
Pri danej modulácii a štandardných atmosférických podmienkach je frekvencia c/(4πf) konštantná. V tomto čase sa meranie vzdialenosti stáva meraním počtu polovičných vlnových dĺžok obsiahnutých v meracom vedení a meraním zlomkovej časti menšej ako polovičná vlnová dĺžka, teda meraním N alebo φ, v dôsledku vývoja modernej technológie presného obrábania a technológie merania rádiovej fázy dosiahlo meranie φ vysokú presnosť.
Na meranie fázového uhla φ, ktorý je menší ako π, je možné použiť rôzne metódy na jeho meranie. Najčastejšie sa používa meranie oneskorenej fázy a digitálne meranie fázy. Všetky laserové diaľkomery krátkeho dosahu využívajú princíp digitálneho merania fázy na získanie φ.
Ako bolo uvedené vyššie, vo všeobecnosti fázové laserové diaľkomery využívajú kontinuálne vyžarovanie laserových lúčov s modulovanými signálmi. Na dosiahnutie vysokej presnosti pri určovaní vzdialenosti je potrebné nakonfigurovať kooperatívny cieľ. Uvedený ručný laserový diaľkomer je pulzný laserový diaľkomer. Ďalší nový diaľkomer v prístroji. Má nielen malú veľkosť a nízku hmotnosť, ale využíva aj technológiu digitálneho fázového merania pulzu a rozdelenia. Dokáže dosiahnuť presnosť na milimetrovej úrovni bez kooperatívneho cieľa. Rozsah merania presiahol 100 m a dokáže rýchlo a presne priamo zobraziť vzdialenosť. Je to najnovší štandardný prístroj na meranie dĺžky pre presné meranie krátkeho dosahu a meranie plochy budov. Najpoužívanejším v súčasnosti je séria ručných laserových diaľkomerov DISTO od spoločnosti Leica.
