اصل فاصله سنج چیست

اصل فاصله سنج چیست

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

اندازه گیری فاصله لیزری روشی برای اندازه گیری فاصله در اندازه گیری فاصله موج نور است. اگر نور با سرعت c در هوا حرکت کند و زمان t را به عقب و جلو بین دو نقطه A و B برساند، فاصله D بین نقاط A و B را می توان به صورت بیانی زیر استفاده کرد.

D{0}}ct/2

در فرمول:

D——فاصله بین دو نقطه A و B ایستگاه.

ج--سرعت انتشار نور در جو؛

t——زمان مورد نیاز برای اینکه نور یک بار بین A و B به عقب و جلو برود.

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

فاصله یاب لیزری فاز

فاصله یاب لیزری فاز از فرکانس باند رادیویی برای تعدیل دامنه پرتو لیزر و اندازه گیری تاخیر فاز تولید شده توسط نور مدوله شده که یک بار به سمت خط بررسی رفت و برگشت می شود، استفاده می کند و سپس فاصله نشان داده شده توسط تاخیر فاز را مطابق با آن تبدیل می کند. به طول موج نور مدوله شده یعنی از روش غیرمستقیم برای اندازه گیری زمان لازم برای رفت و برگشت نور از طریق خط اندازه گیری استفاده می شود که در شکل نشان داده شده است.

مسافت یاب لیزری فاز معمولاً در اندازه گیری دقیق فاصله استفاده می شود. این مسافت یاب به دلیل دقت بالای آن، عموماً در سطح میلی متری، به منظور انعکاس مؤثر سیگنال و محدود کردن هدف اندازه گیری شده به یک نقطه خاص متناسب با دقت دستگاه، مجهز به بازتابنده ای به نام هدف تعاونی است. آینه

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

t=φ/ω

با جایگزینی این رابطه در ({0}}) فاصله D را می توان به صورت بیان کرد

D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ به علاوه Δφ)=c/4f (N به علاوه ΔN){ {8}}U(N پلاس )

در فرمول:

φ——تأخیر فاز کل تولید شده توسط سیگنال یک بار رفت و برگشت به خط اندازه گیری.

ω——فرکانس زاویه‌ای سیگنال تعدیل‌کننده، ω=2πf.

طول واحد U——مقدار برابر با 1/4 طول موج مدولاسیون است

N——تعداد نیم طول موج های مدوله شده در خط بررسی.

Δφ—بخشی از تاخیر فاز کمتر از π تولید شده توسط سیگنالی که یک بار به خط اندازه گیری رفت و آمد می کند.

ΔN——بخش کسری موج مدولاسیون موجود در خط بررسی که کمتر از نصف طول موج است.

ΔN=φ/ω

تحت مدولاسیون داده شده و شرایط جوی استاندارد، فرکانس c/(4πf) ثابت است. در این زمان، اندازه گیری فاصله به اندازه گیری تعداد نیم طول موج های موجود در خط بررسی و اندازه گیری قسمت کسری کمتر از نیم طول موج، یعنی N یا φ، به دلیل توسعه مدرن می شود. فناوری ماشینکاری دقیق و فناوری اندازه گیری فاز رادیویی، اندازه گیری φ به دقت بسیار بالایی رسیده است.

برای اندازه گیری زاویه فاز φ کمتر از π می توان از روش های مختلفی برای اندازه گیری آن استفاده کرد. معمولاً اندازه‌گیری فاز تاخیری و اندازه‌گیری فاز دیجیتال بیشترین کاربرد را دارند. در حال حاضر، فاصله یاب های لیزری کوتاه برد از اصل اندازه گیری فاز دیجیتال برای بدست آوردن φ استفاده می کنند.

به طور کلی، فاصله یاب لیزر فاز از یک پرتو لیزر با سیگنال مدوله شده برای انتشار مداوم استفاده می کند. برای به دست آوردن یک اندازه گیری فاصله با دقت بالا، یک هدف مشارکتی باید پیکربندی شود. مسافت یاب لیزری دستی که در حال حاضر راه اندازی شده است، برد یاب لیزری پالسی است. نوع جدیدی دیگر از مسافت یاب در مسافت یاب، نه تنها از نظر اندازه کوچک و وزن سبک است، بلکه از فناوری گسترش پالس و تقسیم‌بندی فاز دیجیتال استفاده می‌کند که می‌تواند به دقت در سطح میلی‌متری 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 آخرین ابزار اندازه گیری طول استاندارد در اندازه گیری مهندسی دقیق با برد کوتاه و اندازه گیری مساحت ساختمان است.