Uporaba in teorija faznega laserskega daljinomera
Fazni laserski merilnik razdalje uporablja amplitudno modulacijo laserskega žarka za merjenje fazne zakasnitve, ki jo ustvari modulirana svetloba, ki gre enkrat naprej in nazaj do merilne črte, nato pa pretvori razdaljo, ki jo predstavlja fazna zakasnitev, glede na valovno dolžino modulirane svetlobe. . To pomeni, da se posredna metoda uporablja za merjenje časa, ki je potreben, da svetloba prepotuje merilno črto.
Fazni laserski merilnik razdalje se običajno uporablja pri natančnem merjenju razdalje. Zaradi svoje visoke natančnosti, običajno na milimetrski ravni, je ta daljinomer opremljen z reflektorjem, imenovanim kooperativna tarča, da bi učinkovito odbil signal in omejil izmerjeno tarčo na določeno točko, ki je sorazmerna z natančnostjo instrumenta. ogledalo.
Če je kotna frekvenca modulirane svetlobe ω in je fazna zakasnitev, ki nastane zaradi enega povratnega potovanja na razdalji D, ki jo je treba izmeriti, φ, potem lahko ustrezen čas t izrazimo kot:
t=φ/ω
Če zamenjamo to razmerje v (3-6), lahko razdaljo D izrazimo kot
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
V formuli:
φ——Skupna fazna zakasnitev, ki jo ustvari signal, ki gre enkrat naprej in nazaj do merilne linije.
ω——Kotna frekvenca moduliranega signala, ω=2πf.
U——enota dolžine, vrednost je enaka 1/4 modulacijske valovne dolžine
N——Število moduliranih polvalovnih dolžin, vključenih v merilno črto.
Δφ——Del fazne zakasnitve, manjše od π, ki ga ustvari signal, ki gre enkrat naprej in nazaj do merilne linije.
ΔN——delni del modulacijskega vala, ki ga vsebuje merilna črta in je manjši od polovice valovne dolžine.
ΔN=φ/ω
Pri dani modulaciji in standardnih atmosferskih pogojih je frekvenca c/(4πf) konstanta. V tem času meritev razdalje zaradi razvoja sodobne s tehnologijo natančne obdelave in tehnologijo merjenja radijske faze je merjenje φ doseglo zelo visoko natančnost.
Za merjenje faznega kota φ, ki je manjši od π, je mogoče uporabiti različne metode. Običajno se najpogosteje uporabljata merjenje faze z zamikom in digitalno merjenje faze. Laserski daljinomeri kratkega dosega za pridobivanje φ uporabljajo princip digitalnega merjenja faze.
Na splošno fazni laserski daljinomer za neprekinjeno oddajanje uporablja laserski žarek z moduliranim signalom. Za pridobitev visoko natančne meritve obsega je treba konfigurirati kooperativno tarčo. Ročni laserski daljinomer je impulzni laserski daljinomer. Druga nova vrsta daljinomera v instrumentu, ki ni le majhen in lahek, ampak uporablja tudi tehnologijo širjenja impulza in delitve digitalnih faznih meritev, ki lahko doseže milimetrsko natančnost brez potrebe po kooperativni tarči. Merilno območje je preseglo 100 m in lahko hitro in natančno neposredno prikaže razdaljo. Je najnovejši standardni instrument za merjenje dolžine pri natančnem inženirskem merjenju kratkega dosega in merjenju površine zgradb. Najbolj razširjen je ročni laserski daljinomer serije DISTO, ki ga proizvaja podjetje Leica.
