Osnovna analiza instrumenta za spremljanje temperature in vlažnosti ter 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, nato pa ga sprejme razdaljomer, ki hkrati beleži čas kroga laserja. Polovica produkta svetlobne hitrosti in povratnega časa je razdalja med daljinomerom in predmetom, ki se meri. Natančnost impulzne metode za merjenje razdalje je na splošno okoli +/-1 meter. Poleg tega je merilno slepo območje te vrste daljinomera na splošno približno 15 metrov.
Lasersko določanje razdalje je metoda merjenja razdalje pri določanju razdalje svetlobnih valov. Če je čas, potreben za potovanje svetlobe 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 enačbi:
D - razdalja med dvema točkama postaje A in B;
C - hitrost širjenja svetlobe v ozračju;
T - Čas, ki je potreben, da svetloba potuje naprej in nazaj med A in B.
Iz zgornje enačbe je razvidno, da 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 merilnik razdalje 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. Nato se na podlagi valovne dolžine modulirane svetlobe pretvori razdalja, ki jo predstavlja ta fazni zamik. Posredna metoda se uporablja za določanje časa, ki je potreben, da svetloba potuje naprej in nazaj skozi merilno črto, kot je prikazano na sliki.
Fazni laserski daljinomeri se običajno uporabljajo za natančno določanje razdalje. Zaradi visoke natančnosti, običajno na milimetrskem nivoju, je za učinkovito odbijanje signala 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, potem lahko ustrezen čas t izrazimo kot:
T= φ/ω
Če to razmerje nadomestimo z razdaljo D enačbe (3-6), jo lahko izrazimo kot
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
V enačbi:
φ—— Skupna fazna zakasnitev, ki jo ustvari signal, ki potuje naprej in nazaj do 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 v eni povratni vožnji do merilne linije.
Δ N - Delni del modulacijskega vala, ki ga vsebuje merilna črta in 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, vključenih v merilno linijo, in merjenje delnih delov, manjših od polovice valovnih dolžin. , tj. N ali φ, Zaradi razvoja sodobne tehnologije precizne obdelave in radijske tehnologije merjenja faz φ je meritev dosegla visoko natančnost.
Za merjenje faznega kota, manjšega od π φ, se lahko za merjenje uporabljajo različne metode, najpogosteje uporabljeni metodi pa sta merjenje faze z zamikom in digitalno merjenje faze. Trenutno laserski daljinomeri kratkega dosega za pridobivanje 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 kooperativne cilje. Ročni laserski merilniki razdalj, ki so trenutno na trgu, so še ena nova vrsta merilnikov razdalje med impulznimi laserskimi merilniki razdalje, ki niso le majhni in lahki, ampak uporabljajo tudi tehnologijo razširitve in delitve impulzov digitalnih faznih meritev, ki lahko dosežejo milimetrsko natančnost brez potrebe po sodelovanju tarče, 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. Trenutno se široko uporabljajo ročni laserski merilniki razdalje serije DISTO in laserski merilniki razdalje Trueyard, ki jih proizvaja Leica Company.
