Analiza principa delovanja merilnika temperature in vlage ter instrumenta za merjenje razdalje
Laserski daljinomeri običajno uporabljajo dve metodi za merjenje razdalje: impulzno metodo in fazno metodo. Postopek določanja razdalje impulza je naslednji: laser, ki ga oddaja merilnik razdalje, odbije merjeni objekt in ga nato sprejme razdaljomer, ki hkrati beleži čas potovanja laserja naprej in nazaj. Polovica produkta svetlobne hitrosti in povratnega časa je razdalja med merilnikom razdalje in predmetom, ki ga merite. Natančnost impulzne metode za merjenje razdalje je na splošno okoli +/-1 meter. Poleg tega je merilna slepa točka tega tipa daljinomera običajno okoli 15 metrov.
Lasersko določanje razdalje je metoda merjenja razdalje pri določanju razdalje optičnih valov. Če je čas, ki je potreben, da svetloba potuje naprej in nazaj med točkama A in B s hitrostjo c v zraku t, potem lahko razdaljo D med točkama A in B predstavimo na naslednji način.
D{0}}ct/2
V formuli:
D - Izmerite razdaljo med dvema točkama na postajah A in B;
C - Hitrost širjenja svetlobe v ozračju;
T - Čas, ki je potreben, da svetloba potuje naprej in nazaj med A in B.
Kot je razvidno iz zgornje enačbe, je za merjenje razdalj A in B dejansko potrebno izmeriti čas t širjenja svetlobe. Glede na različne merilne metode lahko laserske daljinomere običajno razdelimo na dve merilni obliki: impulzni tip in fazni tip.
Fazni laserski daljinomer
Fazni laserski daljinomer je naprava, ki uporablja frekvenco radijskega pasu za modulacijo amplitude laserskega žarka in merjenje fazne zakasnitve, ki jo ustvari modulirana svetloba, ki potuje naprej in nazaj do merilne linije. Na podlagi valovne dolžine modulirane svetlobe se nato pretvori razdalja, ki jo predstavlja ta fazni zamik. S posrednimi metodami izmerite čas, ki je potreben, da svetloba potuje naprej in nazaj skozi merilno črto.
Fazni laserski daljinomeri se običajno uporabljajo za natančno določanje razdalje. Zaradi visoke natančnosti, običajno v milimetrskem območju, je za učinkovito odbijanje signalov in omejitev merjene tarče na določeno točko, ki je sorazmerna z natančnostjo instrumenta, ta vrsta daljinomera opremljena z reflektorjem, imenovanim kooperativna tarča.
Če je frekvenca modulacijskega kota ω, je fazna zakasnitev, ki nastane zaradi povratnega potovanja na razdalji D, ki jo je treba izmeriti, φ. Ustrezni čas t je mogoče izraziti kot:
T= φ/ω
Če zamenjamo to razmerje v enačbo (3-6), lahko razdaljo D izrazimo kot
D=1/2 ct=1/2 c2· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
V formuli:
φ-- Skupna fazna zakasnitev, ki jo ustvari signal, ki potuje naprej in nazaj do merilne linije.
ω-- Kotna frekvenca moduliranega signala, ω= 2 π f.
U - Dolžina enote, številčna vrednost enaka 1/4 modulacijske valovne dolžine
N - Število moduliranih pol valovnih dolžin, vključenih v merilno linijo.
Δφ-- Signal ustvari fazno zakasnitev, manjšo od π, ko potuje naprej in nazaj do merilne linije.
Δ N - decimalni del modulacijskega vala v merilni črti, ki je manjši od polovice valovne dolžine.
Δ N= φ/ω
Pri določeni modulaciji in standardnih atmosferskih pogojih je frekvenca c/(4 π f) konstanta, merjenje razdalje pa postane merjenje števila pol valovnih dolžin, ki jih vsebuje merilna linija, in merjenje delnega dela, manjšega od polovice valovne dolžine, to je merjenje N ali φ, Zaradi razvoja sodobne precizne obdelovalne tehnologije in tehnologije brezžičnega merjenja faze φ je meritev dosegla visoko natančnost.
Za merjenje faznega kota, manjšega od π φ, je mogoče meritev izvesti z različnimi metodami, pri čemer sta najpogosteje uporabljeni fazno merjenje z zakasnitvijo in digitalno fazno merjenje. Trenutno vsi laserski daljinomeri kratkega dosega za pridobitev φ uporabljajo načelo digitalnega merjenja faze.
Kot je navedeno zgoraj, na splošno fazni laserski merilniki razdalj uporabljajo neprekinjen laserski žarek z moduliranimi signali. Da bi dosegli visoko natančnost razdalje, je treba konfigurirati kooperativno tarčo. Trenutno predstavljeni ročni laserski merilniki razdalj so še ena nova vrsta impulznih laserskih merilnikov razdalje. Niso le majhni in lahki, temveč uporabljajo tudi tehnologijo za razširitev in delitev impulzov digitalnih faznih meritev, ki lahko dosežejo milimetrsko natančnost brez potrebe po kooperativnih tarčah. Merilno območje je preseglo 100 m in lahko hitro in natančno neposredno prikaže razdaljo. Je najnovejša vrsta standardnega instrumenta za merjenje dolžine pri preciznem inženirskem merjenju kratkega dosega in merjenju površine zgradb.
