Принцип и применение фазового лазерного дальномера
Фазовый лазерный дальномер использует лазерный луч для модуляции амплитуды и измерения фазовой задержки, генерируемой модулированным светом, перемещающимся вперед и назад к измерительной линии, а затем преобразует расстояние, представленное этой фазовой задержкой, на основе длины волны модулированного света. Косвенный метод используется для определения времени, необходимого свету для прохождения туда и обратно через измерительную линию.
Фазовые лазерные дальномеры обычно используются для точной локации. Из-за своей высокой точности, обычно на уровне миллиметра, чтобы эффективно отражать сигнал и ограничивать измеряемую цель определенной точкой, пропорциональной точности прибора, дальномер этого типа оснащен отражателем, называемым кооперативной целью.
Если частота угла модуляции равна ω. Фазовая задержка, создаваемая двусторонним обходом на измеряемом расстоянии D, равна φ. Тогда соответствующее время t можно выразить как:
T= φ/ω
Подставив это соотношение в расстояние D уравнения (3-6), можно выразить как
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π плюс Δφ)
=C/4f (N плюс Δ N) =U (N плюс)
В уравнении:
φ — общая фазовая задержка, создаваемая сигналом, проходящим туда и обратно по линии.
ω — — Угловая частота модулированного сигнала, ω= 2 π f.
U – длина единицы измерения, числовое значение, равное 1/4 длины волны модуляции.
N – количество модулированных полуволн, включенных в линию измерения.
Δφ—— Сигнал генерирует фазовую задержку менее π за один проход туда и обратно к измерительной линии.
Δ N – Дробная часть волны модуляции, содержащаяся в измерительной линии и составляющая менее половины длины волны.
Δ N= φ/ω
При заданной модуляции и стандартных атмосферных условиях частота c/(4 π f) является постоянной, а измерение расстояния становится измерением количества полуволн, входящих в измерительную линию, и измерением дробных частей, меньших половины длины волны. , т.е. N или φ. Благодаря развитию современной технологии точной обработки и технологии измерения радиофазы φ измерение достигло высокой точности.
Для измерения фазового угла менее π φ можно использовать различные методы измерения, наиболее часто используемые методы — измерение фазы задержки и цифровое измерение фазы. Лазерные дальномеры ближнего действия используют принцип цифрового измерения фазы для получения φ.
Как упоминалось выше, в целом в фазовых лазерных дальномерах используется непрерывный лазерный луч с модулированными сигналами. Для достижения высокой точности определения дальности необходимо настроить совместные цели. Представленные портативные лазерные дальномеры являются еще одним новым типом дальномеров среди импульсных лазерных дальномеров, которые не только имеют небольшой размер и легкий вес, но также используют технологию цифрового расширения и разделения импульсов измерения фазы. Без необходимости использования совместных целей можно достичь точности на уровне миллиметра, а диапазон измерения превышает 100 м. И он может быстро и точно отображать расстояние напрямую. Это новейший стандартный прибор для измерения длины в прецизионных инженерных измерениях ближнего действия и измерении площади зданий. Наибольшее распространение получил ручной лазерный дальномер серии DISTO производства компании Leica.
