Analyse van het principe van de temperatuur- en vochtigheidsmonitor en het afstandsmeetinstrument
Laserafstandsmeters gebruiken over het algemeen twee methoden om afstand te meten: pulsmethode en fasemethode. Het proces van pulsbereik is als volgt: de laser die door de afstandsmeter wordt uitgezonden, wordt gereflecteerd door het gemeten object en vervolgens ontvangen door de afstandsmeter, die tegelijkertijd de tijd registreert waarin de laser heen en weer beweegt. De helft van het product van de lichtsnelheid en de retourtijd is de afstand tussen de afstandsmeter en het te meten object. De nauwkeurigheid van de pulsmethode voor het meten van afstanden ligt over het algemeen rond+/-1 meter. Bovendien ligt de dode hoek van dit type afstandsmeter doorgaans rond de 15 meter.
Laserbereik is een afstandsmeetmethode bij het optische golfbereik. Als de tijd die het licht nodig heeft om met een snelheid c in de lucht heen en weer te reizen tussen de punten A en B t is, dan kan de afstand D tussen de punten A en B als volgt worden weergegeven.
D=ct/2
In de formule:
D - Meet de afstand tussen twee punten op station A en B;
C - De snelheid van de lichtvoortplanting in de atmosfeer;
T - De tijd die het licht nodig heeft om heen en weer te reizen tussen A en B.
Zoals uit de bovenstaande vergelijking blijkt, is het voor het meten van de afstanden A en B feitelijk nodig om de tijd t van de lichtvoortplanting te meten. Volgens verschillende meetmethoden kunnen laserafstandsmeters meestal worden onderverdeeld in twee meetvormen: pulstype en fasetype.
Laserafstandsmeter van het fasetype
Een faselaserafstandsmeter is een apparaat dat de frequentie van de radioband gebruikt om de amplitude van de laserstraal te moduleren en de fasevertraging te meten die wordt gegenereerd door het gemoduleerde licht dat heen en weer beweegt naar de meetlijn. Op basis van de golflengte van het gemoduleerde licht wordt vervolgens de afstand die door deze fasevertraging wordt weergegeven, omgezet. Meet de tijd die het licht nodig heeft om heen en weer te reizen door de meetlijn met behulp van indirecte methoden.
Faselaserafstandsmeters worden over het algemeen gebruikt bij precisiebereik. Vanwege de hoge nauwkeurigheid, meestal in het millimeterbereik, om signalen effectief te reflecteren en het gemeten doel te beperken tot een specifiek punt dat evenredig is aan de nauwkeurigheid van het instrument, is dit type afstandsmeter uitgerust met een reflector die een coöperatief doel wordt genoemd.
Als de modulatiehoekfrequentie ω is, is de fasevertraging die wordt gegenereerd door een retourvlucht over de te meten afstand D φ. De overeenkomstige tijd t kan worden uitgedrukt als:
T= φ/ω
Door deze relatie te vervangen door vergelijking (3-6), kan de afstand D worden uitgedrukt als
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
In de formule:
φ-- De totale fasevertraging die wordt gegenereerd door een signaal dat heen en weer beweegt naar de meetlijn.
ω-- De hoekfrequentie van het gemoduleerde signaal, ω= 2 π f.
U - Eenheidslengte, numerieke waarde gelijk aan 1/4 modulatiegolflengte
N - Het aantal gemoduleerde halve golflengten in de meetlijn.
Δφ-- Het signaal genereert een fasevertraging van minder dan π wanneer het heen en weer beweegt naar de meetlijn.
Δ N - Het decimale deel van de modulatiegolf in de meetlijn dat kleiner is dan de helft van de golflengte.
Δ N= φ/ω
Onder gegeven modulatie en standaard atmosferische omstandigheden is de frequentie c/(4 π f) een constante, en wordt de afstandsmeting de maat van het aantal halve golflengten in de meetlijn en de maat van het fractionele deel minder dan de helft golflengte, dwz het meten van N of φ. Dankzij de ontwikkeling van moderne precisiebewerkingstechnologie en draadloze fasemeettechnologie φ De meting heeft een hoge nauwkeurigheid bereikt.
Om de fasehoek kleiner dan π φ te meten, kunnen metingen worden uitgevoerd via verschillende methoden, waarvan de meest gebruikte methoden vertraagde fasemeting en digitale fasemeting zijn. Momenteel gebruiken laserafstandsmeters voor de korte afstand allemaal het principe van digitale fasemeting om φ te verkrijgen.
Zoals hierboven vermeld, gebruiken faselaserafstandsmeters over het algemeen een continue laserstraal met gemoduleerde signalen. Om een hoge nauwkeurigheid te bereiken, moet een coöperatief doel worden geconfigureerd. De momenteel gelanceerde draagbare laserafstandsmeters zijn een ander nieuw type pulslaserafstandsmeters. Ze zijn niet alleen klein van formaat en licht van gewicht, maar maken ook gebruik van digitale fasemeting, pulsverbreding en onderverdelingstechnologie, die nauwkeurigheid op millimeterniveau kan bereiken zonder de noodzaak van coöperatieve doelen. Het meetbereik bedraagt meer dan 100 meter en kan de afstand snel en nauwkeurig direct weergeven. Het is het nieuwste type standaardinstrument voor lengtemeting op het gebied van precisiemetingen op korte afstand en het meten van gebouwoppervlakken.
