隨著科技的發(fā)展越來越多的人知道了解了激光測(cè)距儀,下面簡(jiǎn)單介紹一下激光測(cè)距儀的原理和使用方法。
激光測(cè)距儀是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的儀器。激光測(cè)距儀在工作時(shí)向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光,由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束,計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間,計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離。
若激光是連續(xù)發(fā)射的,測(cè)程可達(dá)40公里左右,并可晝夜進(jìn)行作業(yè)。若激光是脈沖發(fā)射的,一般絕對(duì)精度較低,但用于近距離測(cè)量,可以達(dá)到很好的相對(duì)精度。
激光測(cè)距儀重量輕、體積小、操作簡(jiǎn)單速度快而準(zhǔn)確,其誤差僅為其它光學(xué)測(cè)距儀的五分之一到數(shù)百分之一,因而被廣泛用于地形測(cè)量,戰(zhàn)場(chǎng)測(cè)量,坦克,飛機(jī),艦艇和火炮對(duì)目標(biāo)的測(cè)距,測(cè)量云層、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及人造衛(wèi)星的高度等。它是提高高坦克、飛機(jī)、艦艇和火炮精度的重要技術(shù)裝備。
隨著技術(shù)日益成熟,工業(yè)上也逐漸開始使用激光測(cè)距儀。國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了一批新型的具有測(cè)距快、體積小、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)的微型測(cè)距儀,可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控、礦山、港口等領(lǐng)域。
激光測(cè)距儀主要分類
一維激光測(cè)距儀:用于距離測(cè)量、定位;
二維激光測(cè)距儀:用于輪廓測(cè)量,定位、區(qū)域監(jiān)控等領(lǐng)域;
三維激光測(cè)距儀:用于三維輪廓測(cè)量,三維空間定位等領(lǐng)域。
激光測(cè)距儀的測(cè)量原理
激光測(cè)距儀一般采用兩種方式來測(cè)量距離:脈沖法和相位法。相位測(cè)距技術(shù)的測(cè)距精度高但作用距離有限主要用于高精度大地測(cè)量。眾所周知,光在給定介質(zhì)的傳播速度是一定的,因此,通過測(cè)量光在參考點(diǎn)和被測(cè)點(diǎn)之間的往返傳播時(shí)間,即可給出目標(biāo)和參考點(diǎn)之間的距離。
相位測(cè)距法是通過強(qiáng)度調(diào)制的連續(xù)光波在往返傳播過程中的相位變化來測(cè)量光束的往返傳播時(shí)間,其計(jì)算公式如下:#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
t=Φ/2πf
式中,t為光波往返傳播時(shí)間(s);Φ為調(diào)制光波的相位變化量(rad); f為調(diào)制頻率(Hz)。
光的往返傳播時(shí)間得到后,目標(biāo)至參考點(diǎn)的距離可由下式求得
R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π)
式中,R為目標(biāo)至參考點(diǎn)距離(m);c為光波傳播速度(m/s);λ為調(diào)制光波波長(zhǎng)(m)。
相位位移是以2π為周期變化的,因此有
Φ=(N+n).2π
式中,N為相位變化整周期數(shù);n為相位變化非整周期數(shù)。
由以上兩式可知
R=λ/2×(N+n)
上式表明,只要測(cè)出發(fā)射和接收光波的相位差,即可得到目標(biāo)的距離。因此相位測(cè)距可理解為以調(diào)制光波半波長(zhǎng)為“測(cè)量尺度"的距離測(cè)量方法。
激光測(cè)距儀使用常見問題解答
1.利用紅外線測(cè)距或激光測(cè)距的原理是什么?
測(cè)距原理基本可以歸結(jié)為測(cè)量光往返目標(biāo)所需要時(shí)間,然后通過光速c=299792458m/s和大氣折射系數(shù)n計(jì)算出距離D。由于直接測(cè)量時(shí)間比較困難,通常是測(cè)定連續(xù)波的相位,稱為測(cè)相式測(cè)距儀。當(dāng)然,也有脈沖式測(cè)距儀。
需要注意,測(cè)相并不是測(cè)量紅外或者激光的相位,而是測(cè)量調(diào)制在紅外或者激光上面的信號(hào)相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測(cè)距儀,用于房屋測(cè)量,其工作原理與此相同。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2.被測(cè)物體平面必須與光線垂直么?
通常精密測(cè)距需要全反射棱鏡配合,而房屋量測(cè)用的測(cè)距儀,直接以光滑的墻面反射測(cè)量,主要是因?yàn)榫嚯x比較近,光反射回來的信號(hào)強(qiáng)度夠大。與此可以知道,一定要垂直,否則返回信號(hào)過于微弱將無法得到精確距離。
3.若被測(cè)物體平面為漫反射是否可以?
通常也是可以的,實(shí)際工程中會(huì)采用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴(yán)重的問題。
4.超聲波測(cè)距精度比較低,現(xiàn)在很少使用。
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