Principijelna analiza instrumenta za praćenje temperature i vlažnosti i mjerenja udaljenosti
Laserski daljinomjeri općenito koriste dvije metode za mjerenje udaljenosti: pulsnu metodu i faznu metodu. Proces određivanja raspona pulsa je sljedeći: laser koji emitira daljinomjer reflektira mjereni objekt, a zatim ga prima daljinomjer, koji istovremeno bilježi vrijeme kruga lasera. Polovica umnoška brzine svjetlosti i vremena povratnog putovanja je udaljenost između daljinomjera i objekta koji se mjeri. Točnost pulsne metode za mjerenje udaljenosti općenito je oko plus /-1 metar. Osim toga, slijepa zona mjerenja ove vrste daljinomjera općenito je oko 15 metara.
Lasersko mjerenje udaljenosti je metoda mjerenja udaljenosti u mjerenju udaljenosti svjetlosnih valova. Ako je vrijeme potrebno da svjetlost putuje naprijed-natrag između točaka A i B brzinom c u zraku t, tada se udaljenost D između točaka A i B može prikazati na sljedeći način.
D{0}}ct/2
U jednadžbi:
D - udaljenost između dviju točaka stanice A i B;
C - brzina širenja svjetlosti u atmosferi;
T - Vrijeme potrebno da svjetlost putuje naprijed i nazad između A i B.
Iz gornje jednadžbe se vidi da je za mjerenje udaljenosti A i B zapravo potrebno izmjeriti vrijeme t širenja svjetlosti. Prema različitim metodama mjerenja, laserski daljinomjeri se obično mogu podijeliti u dva oblika mjerenja: pulsni i fazni tip.
Fazni laserski daljinomjer
Fazni laserski daljinomjer koristi frekvenciju radiopojasa za modulaciju amplitude laserske zrake i mjerenje faznog kašnjenja koje stvara modulirana svjetlost koja putuje naprijed-natrag do mjerne linije. Zatim se, na temelju valne duljine moduliranog svjetla, pretvara udaljenost koju predstavlja ovo kašnjenje faze. Neizravna metoda koristi se za određivanje vremena potrebnog da svjetlost putuje naprijed i natrag kroz mjernu liniju, kao što je prikazano na slici.
Fazni laserski daljinomjeri općenito se koriste za precizno mjerenje udaljenosti. Zbog visoke točnosti, obično na milimetarskoj razini, kako bi učinkovito reflektirao signal i ograničio mjerenu metu na određenu točku koja je proporcionalna točnosti instrumenta, ovaj tip daljinomjera opremljen je reflektorom koji se naziva kooperativni cilj.
Ako je frekvencija kuta modulacije ω, fazno kašnjenje generirano povratnim putovanjem na udaljenosti D koju treba izmjeriti je φ, tada se odgovarajuće vrijeme t može izraziti kao:
T= φ/ω
Zamjenom ovog odnosa u udaljenost D jednadžbe (3-6) može se izraziti kao
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π plus Δφ)
=C/4f (N plus Δ N) =U (N plus )
U jednadžbi:
φ—— Ukupno fazno kašnjenje generirano signalom koji putuje naprijed-natrag do linije.
ω—— Kutna frekvencija moduliranog signala, ω= 2 π f.
U - Jedinična duljina, brojčana vrijednost jednaka 1/4 valne duljine modulacije
N - Broj moduliranih poluvalnih duljina uključenih u mjernu liniju.
Δφ—— Signal generira fazno kašnjenje manje od π u jednom povratnom putu do mjerne linije.
Δ N - Frakcijski dio modulacijskog vala sadržan u mjernoj liniji koji je manji od polovice valne duljine.
Δ N= φ/ω
Pod danom modulacijom i standardnim atmosferskim uvjetima, frekvencija c/(4 π f) je konstanta, a mjerenje udaljenosti postaje mjerenje broja polovica valnih duljina uključenih u mjernu liniju i mjerenje frakcijskih dijelova manjih od polovice valnih duljina. , tj. N ili φ, Zbog razvoja moderne tehnologije precizne strojne obrade i tehnologije mjerenja radio faze φ Mjerenje je postiglo visoku točnost.
Kako bi se izmjerio fazni kut manji od π φ, mogu se koristiti različite metode mjerenja, a najčešće korištene metode su mjerenje faze s kašnjenjem i digitalno mjerenje faze. Trenutačno laserski daljinomjeri kratkog dometa koriste princip digitalnog mjerenja faze za dobivanje φ.
Kao što je gore spomenuto, općenito, fazni laserski daljinomjeri koriste kontinuiranu lasersku zraku s moduliranim signalima. Kako bi se postigla visoka točnost dometa, potrebno je konfigurirati kooperativne mete. Trenutačno lansirani ručni laserski daljinomjeri još su jedna nova vrsta daljinomjera među pulsnim laserskim daljinomjerima, koji ne samo da imaju malu veličinu i malu težinu, već također koriste tehnologiju proširenja i podjele impulsa digitalnog faznog mjerenja, koja može postići milimetarsku točnost bez potrebe za suradnjom mete, mjerni raspon je premašio 100 m i može brzo i točno izravno prikazati udaljenost. To je najnovija vrsta standardnog instrumenta za mjerenje duljine u preciznim inženjerskim mjerenjima kratkog dometa i mjerenju građevinskih površina. Trenutačno se naširoko koriste ručni laserski daljinomjeri serije DISTO i laserski daljinomjeri Trueyard koje proizvodi tvrtka Leica.
