Анализ принципа работы монитора температуры и влажности и дальномера
В лазерных дальномерах обычно используются два метода измерения расстояния: импульсный метод и фазовый метод. Процесс импульсной дальнометрии заключается в следующем: излучаемый дальномером лазер отражается от измеряемого объекта и затем принимается дальномером, который одновременно фиксирует время движения лазера туда и обратно. Половина произведения скорости света на время туда и обратно составляет расстояние между дальномером и измеряемым объектом. Точность импульсного метода измерения расстояния обычно составляет около +/-1 метра. Кроме того, слепая зона измерения этого типа дальномера обычно составляет около 15 метров.
Лазерная локация — это метод измерения расстояний в оптической волновой локации. Если время, необходимое свету для перемещения туда и обратно между точками A и B со скоростью c в воздухе, равно t, то расстояние D между точками A и B можно представить следующим образом.
Д=ct/2
В формуле:
D – Измерьте расстояние между двумя точками на станциях А и Б;
С – Скорость распространения света в атмосфере;
Т — время, необходимое свету для перемещения туда и обратно между точками А и В.
Как видно из приведенного выше уравнения, для измерения расстояний A и B фактически необходимо измерить время t распространения света. В соответствии с различными методами измерения лазерные дальномеры обычно можно разделить на два типа измерения: импульсный и фазовый.
Лазерный дальномер фазового типа
Фазовый лазерный дальномер — это устройство, которое использует частоту радиодиапазона для модуляции амплитуды лазерного луча и измерения фазовой задержки, создаваемой модулированным светом, движущимся вперед и назад к измерительной линии. Затем на основе длины волны модулированного света преобразуется расстояние, представленное этой фазовой задержкой. Измерьте время, необходимое свету для прохождения вперед и назад по измерительной линии, используя косвенные методы.
Фазовые лазерные дальномеры обычно используются для точной локации. Благодаря высокой точности, обычно в миллиметровом диапазоне, для эффективного отражения сигналов и ограничения измеряемой цели определенной точкой, пропорциональной точности прибора, этот тип дальномера оснащается отражателем, называемым кооперативной целью.
Если частота угла модуляции равна ω, фазовая задержка, создаваемая двусторонним обходом на измеряемом расстоянии D, равна φ. Соответствующее время t можно выразить как:
T= φ/ω
Подставив это соотношение в уравнение (3-6), расстояние D можно выразить как
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
В формуле:
φ-- Общая фазовая задержка, создаваемая сигналом, проходящим туда и обратно к измерительной 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 при движении вперед и назад к измерительной линии.
Δ N – Десятичная часть волны модуляции, содержащаяся в измерительной линии и имеющая длину менее половины длины волны.
Δ N= φ/ω
При заданной модуляции и стандартных атмосферных условиях частота c/(4 π f) является постоянной, а измерением расстояния становится измерение количества полуволн, содержащихся в измерительной линии, и измерение дробной части, меньшей половины длина волны, т.е. измерение N или φ. Благодаря развитию современной технологии точной обработки и технологии беспроводного измерения фазы φ измерение достигло высокой точности.
Для измерения фазового угла менее π φ измерение можно проводить различными методами, наиболее часто используемыми являются измерение фазы с задержкой и цифровое измерение фазы. В настоящее время все 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 совместную цель. Выпускаемые в настоящее время портативные лазерные дальномеры представляют собой еще один новый тип импульсных лазерных дальномеров. Они не только малы по размеру и весу, но также используют технологию расширения и разделения импульсов цифрового измерения фазы, которая позволяет достичь точности на уровне миллиметра без необходимости использования совместных целей. Диапазон измерения превысил 100 м и может быстро и точно отображать расстояние напрямую. Это новейший стандартный прибор для измерения длины в прецизионных инженерных измерениях ближнего действия и измерении площади зданий.
