تحليل مبدأ عداد المسافة ومراقبة درجة الحرارة والرطوبة
تستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر عمومًا طريقتين لقياس المسافة: طريقة النبض وطريقة الطور. عملية قياس طريقة النبض هي كما يلي: ينعكس الليزر المنبعث من جهاز قياس المدى بواسطة الجسم المقاس ثم يستقبله جهاز تحديد المدى، ويقوم جهاز تحديد المدى بتسجيل وقت الليزر ذهابًا وإيابًا في نفس الوقت. نصف حاصل ضرب سرعة الضوء وزمن الرحلة ذهابًا وإيابًا هو المسافة بين جهاز تحديد المدى والجسم المقاس. دقة قياس المسافة بطريقة النبض بشكل عام حوالي زائد /- 1 متر. بالإضافة إلى ذلك، تبلغ منطقة القياس العمياء لهذا النوع من أجهزة تحديد المدى حوالي 15 مترًا بشكل عام.
قياس المسافة بالليزر هو وسيلة لقياس المسافة في قياس مسافة موجة الضوء. إذا كان الضوء ينتقل في الهواء بسرعة c ويستغرق وقتًا t للانتقال ذهابًا وإيابًا بين النقطتين A وB، فيمكن استخدام المسافة D بين النقطتين A وB على النحو التالي.
د=ct/2
في الصيغة:
D —— المسافة بين النقطتين A و B لموقع المحطة؛
ج —— سرعة انتشار الضوء في الغلاف الجوي؛
t —— الوقت اللازم للضوء للتحرك ذهابًا وإيابًا بين A وB مرة واحدة.
يمكن أن نرى من الصيغة أعلاه أن قياس المسافة بين A وB هو في الواقع قياس الزمن t لانتشار الضوء. وفقًا للطرق المختلفة لقياس الوقت، يمكن عادةً تقسيم أجهزة تحديد المدى بالليزر إلى نوعين من القياس: نوع النبضة ونوع الطور.
جهاز تحديد المدى بالليزر
يستخدم محدد المدى ليزر الطور تردد النطاق الراديوي لتعديل سعة شعاع الليزر وقياس تأخير الطور الناتج عن الضوء المعدل ذهابًا وإيابًا إلى خط المسح مرة واحدة، ثم تحويل المسافة التي يمثلها تأخير الطور وفقًا إلى الطول الموجي للضوء المعدل. أي أنه يتم استخدام الطريقة غير المباشرة لقياس الوقت اللازم لانتقال الضوء عبر خط المسح.
تُستخدم أجهزة قياس المسافة بالليزر بشكل عام في قياس المسافة بدقة. نظرًا لدقته العالية، بشكل عام على مستوى المليمتر، من أجل عكس الإشارة بشكل فعال وقصر الهدف المقاس على نقطة محددة تتناسب مع دقة الجهاز، فإن جهاز تحديد المدى هذا مزود بعاكس يسمى الهدف التعاوني. مرآة.
إذا كان التردد الزاوي للضوء المشكل هو ω، وكان تأخير الطور الناتج عن رحلة ذهابًا وإيابًا على المسافة D المراد قياسها هو φ، فيمكن التعبير عن الوقت المقابل t على النحو التالي:
t=φ/ω
استبدال هذه العلاقة في (3-6) يمكن التعبير عن المسافة D بها
D=1/2 ط م =1/2 ج·φ/ω=ج/(4πf) (Nπ زائد Δφ)
=c/4f (N زائد ΔN)=U(N زائد )
في الصيغة:
φ —— تأخير الطور الإجمالي الناتج عن عودة الإشارة ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس مرة واحدة.
ω —— التردد الزاوي لإشارة التعديل، ω=2πf.
U —— طول الوحدة، القيمة تساوي 1/4 الطول الموجي للتشكيل
N —— عدد نصف الأطوال الموجية المضمنة في خط المسح.
Δφ —— جزء تأخير الطور أقل من π الناتج عن الإشارة ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس مرة واحدة.
ΔN —— الجزء الكسري من موجة التعديل الموجودة في خط المسح والتي تكون أقل من نصف طول الموجة.
ΔN=φ/ω
وفي ظل التشكيل المعين والظروف الجوية القياسية، يكون التردد c/(4πf) ثابتاً. وفي هذا الوقت أصبح قياس المسافة هو قياس عدد أنصاف الأطوال الموجية التي يحتويها خط المسح وقياس الجزء الكسري الأقل من نصف الطول الموجي أي N أو φ وذلك بسبب تطور الحديث تكنولوجيا التصنيع الدقيقة وتكنولوجيا قياس الطور الراديوي، وصل قياس φ إلى دقة عالية جدًا.
من أجل قياس زاوية الطور φ التي تكون أقل من π، يمكن استخدام طرق مختلفة لقياسها. عادةً ما يكون قياس مرحلة التأخير وقياس الطور الرقمي هما الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. في الوقت الحاضر، تستخدم أجهزة تحديد المدى الليزرية قصيرة المدى مبدأ قياس الطور الرقمي للحصول على φ.
