Principijelna analiza daljinomjera i nadzora temperature i vlažnosti
Laserski daljinomjeri općenito koriste dvije metode za mjerenje udaljenosti: pulsnu metodu i faznu metodu. Proces određivanja udaljenosti pomoću pulsne metode je sljedeći: laser koji emitira daljinomjer reflektira mjereni objekt i zatim ga prima daljinomjer, a daljinomjer istovremeno bilježi vrijeme kretanja lasera naprijed i natrag. Polovica umnoška brzine svjetlosti i vremena povratnog puta je udaljenost između daljinomjera i mjerenog objekta. Točnost mjerenja udaljenosti pulsnom metodom 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 svjetlosnim valovima. Ako svjetlost putuje u zraku brzinom c i treba joj vrijeme t da prijeđe naprijed-nazad između dviju točaka A i B, tada se udaljenost D između točaka A i B može upotrijebiti na sljedeći način.
D{0}}ct/2
U formuli:
D——udaljenost između dvije točke A i B stanice;
c——brzina širenja svjetlosti u atmosferi;
t——Vrijeme potrebno da svjetlost jednom prođe naprijed i nazad između A i B.
Iz gornje formule se može vidjeti da mjerenje udaljenosti A i B zapravo znači mjerenje vremena t širenja svjetlosti. Prema različitim metodama mjerenja vremena, laserski daljinomjeri se obično mogu podijeliti u dvije vrste mjerenja: pulsni tip i fazni tip.
Fazni laserski daljinomjer
Fazni laserski daljinomjer koristi frekvenciju radiopojasa za modulaciju amplitude laserske zrake i mjerenje fazne odgode generirane moduliranom svjetlošću koja jednom ide naprijed-natrag do linije mjerenja, a zatim pretvara udaljenost predstavljenu faznom odgodom prema na valnu duljinu modulirane svjetlosti. To jest, neizravna metoda se koristi za mjerenje vremena potrebnog da svjetlost prođe kroz liniju mjerenja.
Fazni laserski daljinomjeri općenito se koriste za precizno mjerenje udaljenosti. Zbog svoje visoke preciznosti, uglavnom na milimetarskoj razini, kako bi se učinkovito reflektirao signal i ograničio mjereni cilj na određenu točku razmjernu točnosti instrumenta, ovaj daljinomjer je opremljen reflektorom koji se naziva kooperativni cilj. ogledalo.
Ako je kutna frekvencija modulirane svjetlosti ω, a fazno kašnjenje generirano jednim povratnim putovanjem na udaljenosti koju treba izmjeriti D je φ, tada se odgovarajuće vrijeme t može izraziti kao:
t=φ/ω
Zamjenom ovog odnosa u (3-6) udaljenost D može se izraziti kao
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ plus Δφ)
=c/4f (N plus ΔN)=U(N plus )
U formuli:
φ——Ukupno fazno kašnjenje generirano signalom koji jednom ide naprijed i natrag do mjerne linije.
ω——Kutna frekvencija modulirajućeg signala, ω=2πf.
U——jedinica duljine, vrijednost je jednaka 1/4 modulacijske valne duljine
N——Broj moduliranih poluvalnih duljina uključenih u liniju mjerenja.
Δφ——Dio faznog kašnjenja manji od π generiran signalom koji jednom ide naprijed-natrag do mjerne linije.
ΔN——djelomični dio modulacijskog vala sadržan u liniji mjerenja koji je manji od polovice valne duljine.
ΔN=φ/ω
Pod danom modulacijom i standardnim atmosferskim uvjetima, frekvencija c/(4πf) je konstanta. U ovom trenutku, mjerenje udaljenosti postaje mjerenje broja poluvalnih duljina sadržanih u mjernoj liniji i mjerenje frakcijskog dijela manjeg od poluvalne duljine, to jest N ili φ, zbog razvoja modernih tehnologijom precizne strojne obrade i tehnologijom mjerenja radio faze, mjerenje φ je postiglo vrlo visoku točnost.
Kako bi se izmjerio fazni kut φ koji je manji od π, mogu se koristiti različite metode za njegovo mjerenje. Obično se najčešće koriste mjerenje faze s kašnjenjem i digitalno mjerenje faze. Trenutno laserski daljinomjeri kratkog dometa koriste princip digitalnog mjerenja faze za dobivanje φ.
Općenito govoreći, laserski daljinomjer faznog tipa koristi lasersku zraku s moduliranim signalom za neprekidno emitiranje. Kako bi se dobilo visoko precizno mjerenje udaljenosti, potrebno je konfigurirati kooperativni cilj. Međutim, trenutni ručni laserski daljinomjer je pulsirajući laserski daljinomjer. Još jedan novi tip daljinomjera u daljinomjeru, nije samo male veličine i male težine, već također koristi tehnologiju proširenja i podjele impulsa digitalnog faznog mjerenja, koja može postići milimetarsku točnost bez potrebe za kooperativnom metom. Raspon mjerenja premašio je 100 m i može brzo i točno izravno prikazati udaljenost. To je najnoviji standardni instrument za mjerenje duljine u preciznom inženjerskom mjerenju kratkog dometa i mjerenju građevinskih površina.
