تجزیه و تحلیل اصل مانیتور دما و رطوبت و ابزار اندازه گیری فاصله

تجزیه و تحلیل اصل مانیتور دما و رطوبت و ابزار اندازه گیری فاصله

مسافت یاب های لیزری معمولاً از دو روش برای اندازه گیری فاصله استفاده می کنند: روش پالس و روش فاز. فرآیند محدوده پالس به شرح زیر است: لیزر ساطع شده توسط فاصله یاب توسط جسم اندازه گیری شده منعکس می شود و سپس توسط فاصله یاب دریافت می شود که به طور همزمان زمان حرکت لیزر را به جلو و عقب ثبت می کند. نیمی از حاصل ضرب سرعت نور و زمان رفت و برگشت فاصله بین فاصله یاب و جسم مورد اندازه گیری است. دقت روش پالس برای اندازه‌گیری فاصله معمولاً در حدود +/-1 متر است. علاوه بر این، نقطه کور اندازه گیری این نوع مسافت یاب به طور کلی حدود 15 متر است.

محدوده لیزری یک روش اندازه گیری فاصله در محدوده موج نوری است. اگر زمان لازم برای حرکت نور بین نقاط A و B با سرعت c در هوا t باشد، فاصله D بین نقاط A و B را می توان به صورت زیر نشان داد.

D{0}}ct/2

در فرمول:

د - اندازه گیری فاصله بین دو نقطه در ایستگاه های A و B.

ج - سرعت انتشار نور در جو;

T - زمان لازم برای حرکت نور بین A و B.

همانطور که از معادله بالا مشخص است، برای اندازه گیری فواصل A و B، در واقع اندازه گیری زمان t انتشار نور ضروری است. با توجه به روش های مختلف اندازه گیری، فاصله یاب های لیزری را معمولاً می توان به دو شکل اندازه گیری تقسیم کرد: نوع پالسی و نوع فاز.

فاصله یاب لیزری نوع فاز
فاصله یاب لیزری فاز دستگاهی است که از فرکانس باند رادیویی برای تعدیل دامنه پرتو لیزر و اندازه‌گیری تاخیر فاز تولید شده توسط نور مدوله‌شده که به سمت خط اندازه‌گیری حرکت می‌کند، استفاده می‌کند. بر اساس طول موج نور مدوله شده، فاصله نشان داده شده توسط این تاخیر فاز تبدیل می شود. زمان لازم برای عبور نور از خط اندازه گیری را با استفاده از روش های غیر مستقیم اندازه گیری کنید.

فاصله یاب های لیزری فازی معمولاً در محدوده دقیق استفاده می شوند. این نوع مسافت یاب به دلیل دقت بالای آن، معمولا در محدوده میلیمتری، به منظور انعکاس موثر سیگنال ها و محدود کردن هدف اندازه گیری شده به نقطه خاصی که متناسب با دقت دستگاه است، مجهز به بازتابنده ای به نام هدف تعاونی می باشد.

اگر فرکانس زاویه مدولاسیون ω باشد، تاخیر فاز ایجاد شده توسط یک رفت و برگشت در مسافت D که باید اندازه گیری شود φ است، زمان مربوطه t را می توان به صورت زیر بیان کرد:

T= φ/ω

با جایگزینی این رابطه به معادله (3-6)، فاصله D را می توان به صورت بیان کرد

D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)

=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)

در فرمول:

φ-- کل تأخیر فاز تولید شده توسط سیگنالی که به سمت خط اندازه گیری رفت و آمد می کند.

ω-- فرکانس زاویه ای سیگنال مدوله شده، ω= 2 π f.

U - طول واحد، مقدار عددی برابر با 1/4 طول موج مدولاسیون

ن - تعداد نیم طول موج های مدوله شده در خط اندازه گیری.

Δφ-- هنگامی که به خط اندازه گیری رفت و آمد می کند، سیگنال تاخیر فازی کمتر از π تولید می کند.

Δ N - قسمت اعشاری موج مدولاسیون موجود در خط اندازه گیری که کمتر از نصف طول موج است.

Δ N= φ/ω
تحت مدولاسیون داده شده و شرایط جوی استاندارد، فرکانس c/(4 π f) ثابت است و اندازه گیری فاصله به اندازه گیری تعداد نیم طول موج موجود در خط اندازه گیری و اندازه گیری قسمت کسری کمتر از نصف می شود. طول موج، یعنی اندازه گیری N یا φ، با توجه به توسعه فناوری ماشینکاری دقیق مدرن و فناوری اندازه گیری فاز بی سیم φ، اندازه گیری دقت بالایی به دست آورده است.

برای اندازه‌گیری زاویه فاز کمتر از π φ، اندازه‌گیری را می‌توان از طریق روش‌های مختلفی انجام داد که رایج‌ترین آنها اندازه‌گیری فاز تاخیری و اندازه‌گیری فاز دیجیتال است. در حال حاضر، مسافت یاب های لیزری کوتاه برد، همه از اصل اندازه گیری فاز دیجیتال برای به دست آوردن φ استفاده می کنند.

همانطور که در بالا ذکر شد، به طور کلی، فاصله یاب های لیزر فاز از یک پرتو لیزر پیوسته با سیگنال های مدوله شده استفاده می کنند. برای دستیابی به دقت محدوده بالا، یک هدف مشارکتی باید پیکربندی شود. مسافت یاب های لیزری دستی که در حال حاضر راه اندازی شده اند، نوع جدیدی از مسافت یاب های لیزری پالسی هستند. آنها نه تنها از نظر اندازه کوچک و وزن سبک هستند، بلکه از فناوری گسترش پالس و تقسیم بندی فاز دیجیتال استفاده می کنند که می تواند به دقت سطح میلی متری بدون نیاز به اهداف مشارکتی دست یابد. محدوده اندازه گیری از 100 متر فراتر رفته است و می تواند به سرعت و با دقت فاصله را مستقیماً نمایش دهد. این جدیدترین نوع ابزار استاندارد اندازه گیری طول در اندازه گیری مهندسی دقیق برد کوتاه و اندازه گیری مساحت ساختمان است.