閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
測(cè)試測(cè)量

激光測(cè)距儀的測(cè)量原理及使用問題

星之球激光 來源:中國(guó)化工儀器網(wǎng)2012-08-27 我要評(píng)論(0 )   

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...

        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。

 

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

暫無關(guān)鍵詞
免責(zé)聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責(zé)任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個(gè)人認(rèn)為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細(xì)侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會(huì)依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點(diǎn)評(píng)
0相關(guān)評(píng)論
精彩導(dǎo)讀