مقدمه ای بر اصل محدوده مسافت یاب فوتوالکتریک
ابزار محدوده فوتوالکتریک را می توان به روش محدوده پالس برای اندازه گیری مستقیم زمان و روش محدوده فاز برای اندازه گیری غیر مستقیم زمان بر اساس روش اندازه گیری زمان t تقسیم کرد. مسافت یاب های با دقت بالا معمولا از نوع فاز استفاده می کنند.
اصل محدوده یک فاصله یاب فوتوالکتریک نوع فاز این است که نور ساطع شده از منبع نور از یک مدولاتور عبور می کند و به نور مدوله شده با شدت سیگنال های فرکانس بالا تبدیل می شود. فاصله را با اندازه گیری اختلاف فاز (ph) نور مدوله شده که در فاصله اندازه گیری شده به جلو و عقب منتشر می شود، محاسبه کنید.
اندازه گیری فاصله روش فاز معادل استفاده از "خط کش نور" به جای خط کش فولادی برای اندازه گیری فاصله است و λ/2 طول خط کش نور است.
در فاصله یاب نوع فاز، فازمتر فقط می تواند عدد دنباله Δ N اختلاف فاز را اندازه گیری کند و نمی تواند کل عدد سیکل N را اندازه گیری کند. بنابراین، نمی تواند فواصل بزرگتر از خط کش نوری را اندازه گیری کند. برای گسترش دامنه اندازه گیری، خط کش بلندتری باید انتخاب شود. به منظور حل تناقض بین گسترش دامنه اندازه گیری و اطمینان از دقت، معمولا از دو فرکانس مدولاسیون، یعنی دو نوع خط کش نوری، در فاصله یاب های برد کوتاه استفاده می شود. به عنوان مثال، یک خط کش بلند (به نام خط کش درشت) f1=150kHz, λ1/2=1 000m، برای گسترش دامنه اندازه گیری، با اندازه گیری صدها، ده ها و متر استفاده می شود. خط کش نور کوتاه (به عنوان خط کش دقیق نامیده می شود) f2=15MHz، λ2/2=10m، برای اطمینان از دقت، اندازه گیری متر، دسی متر، سانتی متر و میلی متر استفاده می شود.
خطای محدوده یک مسافت یاب فوتوالکتریک به دو بخش تقسیم می شود:
(1) خطای متناسب: خطای متناسب با طول فاصله اندازه گیری شده که عمدتاً ناشی از خطای فرکانس، خطای ضریب شکست اتمسفر و خطای اندازه گیری سرعت نور خلاء است که منجر به خطا در نتایج محدوده می شود. تأثیر خطای اندازه گیری سرعت نور بر روی مقدار دامنه را می توان نادیده گرفت.
(2) خطای ثابت: خطای ذاتی یک دستگاه، مستقل از طول فاصله اندازه گیری شده، از جمله خطای کالیبراسیون خطای نقطه صفر، خطای تراز بین دستگاه و بازتابنده، خطای اندازه گیری فاز، خطای دامنه و فاز، غیر فاز -خطای یکنواختی لوله ساطع کننده نور و خطای دوره ای. خطای دوره ای عمدتاً از تداخل فرکانسی مشابه سیگنال فوتوالکتریک داخلی دستگاه ناشی می شود و بزرگی خطا در چرخه های طول خط کش اندازه گیری دقیق تکرار می شود.
