مقدمه ای بر اصل اندازه گیری فاصله امواج یاب امواج الکترومغناطیسی

مقدمه ای بر اصل اندازه گیری فاصله امواج یاب امواج الکترومغناطیسی

دو روش برای محدوده امواج الکترومغناطیسی وجود دارد: محدوده پالس و محدوده فاز.

محدوده نبض
بخشی از پالس نور ساطع شده توسط دستگاه در یک انتهای خط اندازه گیری مستقیماً از داخل دستگاه به عنوان یک پالس مرجع وارد دستگاه نوری الکترونیکی دریافت کننده می شود. بقیه پالس نور ساطع شده نیز پس از انعکاس توسط آینه در انتهای دیگر خط اندازه گیری وارد دستگاه اپتوالکترونیک دریافت کننده می شود. با اندازه گیری زمان t بین پالس مرجع و پالس منعکس شده، فاصله D را می توان از فرمول زیر بدست آورد: , که در آن c سرعت نور است. مسافت یاب های لیزری مورد استفاده در ژئودزی ماهواره ای برای اندازه گیری ماه و ماهواره های مصنوعی همگی از روش برد پالس استفاده می کنند.

محدوده فاز
موج نور یا مایکروویو مدوله شده توسط جریان فرکانس بالا از یک سر خط اندازه گیری ساطع می شود و پس از بازگشت از انتهای دیگر، اختلاف فاز بین موج ساطع شده و اکو با یک آشکارساز فاز اندازه گیری می شود. اگر فرکانس مدولاسیون f باشد، زمان عقب و جلو شدن موج الکترومغناطیسی برابر است با: جایی که n است.

تعداد هفته های کامل در زمان t. با جایگزینی t به فرمول روش محدوده پالس ذکر شده در بالا، فاصله D برابر است با:، که در آن λ طول موج شناخته شده موج مدوله شده است، که معادل طول خط کش برای اندازه گیری فاصله است، و n معادل با تعداد فوت کامل در محدوده اندازه گیری مانتیسایی که کمتر از یک خط کش طول دارد.

برای تعیین عدد n کل پا معمولا از روش فرکانس متغیر و روش فرکانس ثابت چند سطحی استفاده می شود. اولی این است که فرکانس مدولاسیون مسافت یاب را به طور مداوم در یک محدوده مشخص تغییر دهیم، که معادل تغییر مداوم طول خط کش اندازه گیری است، به طوری که بتواند انرژی را برای اندازه گیری فاصله مصرف کند. هنگام اندازه گیری فاصله، فرکانس به طور متوالی مدوله می شود به طوری که مانتیس کمتر از یک فوت کامل برابر با صفر است. با توجه به تعداد دفعات صفر و مقدار فرکانس مربوطه می توان عدد n درجه کل خط کش اندازه گیری را تعیین کرد. هنگامی که از روش فرکانس ثابت چند سطحی استفاده می شود، معادل استفاده از چندین خط کش اندازه گیری با طول های مختلف برای اندازه گیری فاصله یکسان است. با توجه به اختلاف فاز اندازه گیری شده با فرکانس های مختلف، عدد صحیح n را می توان حل کرد تا فاصله D را به دست آورد.

علاوه بر اندازه‌گیری اختلاف فاز با آشکارساز فاز، می‌توان از روش مسیر نوری متغیر نیز استفاده کرد، یعنی از سیستم نوری داخل دستگاه برای تغییر مسیر نوری سیگنال دریافتی استفاده می‌شود تا سیگنال را برای مدت زمانی به تاخیر بیاندازد. زمان. هنگامی که ابزار الکترونیکی نشان می دهد که فاز سیگنال ارسالی با سیگنال دریافتی یکسان است، مانتیس را مستقیماً روی ترازو بخوانید. علاوه بر این، از یک مدار تاخیر نیز می توان برای تغییر فاز سیگنال دریافتی استفاده کرد و مدار می تواند تقسیم بندی روی کنترلر را تنظیم کرده و مانتیس را بخواند.