หลักการวิเคราะห์เครื่องวัดระยะทางและการตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้น

หลักการวิเคราะห์เครื่องวัดระยะทางและการตรวจสอบอุณหภูมิและความชื้น

เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปใช้วิธีการวัดระยะทางสองวิธี: วิธีพัลส์และวิธีเฟส กระบวนการของการวัดระยะด้วยวิธีการพัลส์มีดังนี้: เลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องวัดระยะจะสะท้อนโดยวัตถุที่วัดได้ จากนั้นจึงได้รับโดยเครื่องวัดระยะ และเครื่องค้นหาระยะจะบันทึกเวลาของเลเซอร์กลับไปกลับมาในเวลาเดียวกัน ครึ่งหนึ่งของผลคูณของความเร็วแสงและเวลาไปกลับคือระยะห่างระหว่างเรนจ์ไฟน์เดอร์กับวัตถุที่วัดได้ ความแม่นยำของการวัดระยะทางโดยวิธีพัลส์โดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ บวก /- 1 เมตร นอกจากนี้ การวัดโซนบอดของเครื่องวัดระยะประเภทนี้โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 15 เมตร

การวัดระยะทางด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการวัดระยะทางในการวัดระยะทางด้วยคลื่นแสง ถ้าแสงเดินทางในอากาศด้วยความเร็ว c และใช้เวลา t กลับไปกลับมาระหว่างจุด A และ B สองจุด ดังนั้น ระยะทาง D ระหว่างจุด A และ B สามารถใช้ได้ดังนี้ ด่วน
D=ct/2

ในสูตร:
D——ระยะห่างระหว่างสองจุด A และ B ของสถานี

c —— ความเร็วของแสงที่แพร่กระจายในชั้นบรรยากาศ

t——เวลาที่แสงต้องกลับไปกลับมาระหว่าง A และ B หนึ่งครั้ง

จากสูตรข้างต้นสามารถเห็นได้ว่าการวัดระยะทางของ A และ B นั้นจริง ๆ แล้วเป็นการวัดเวลา t ของการแพร่กระจายของแสง ตามวิธีการวัดเวลาที่แตกต่างกัน เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งการวัดได้เป็นสองประเภท: ประเภทพัลส์และประเภทเฟส

เครื่องวัดระยะเลเซอร์เฟส
เครื่องวัดระยะเลเซอร์เฟสใช้ความถี่ของแถบวิทยุเพื่อปรับแอมพลิจูดของลำแสงเลเซอร์ และวัดการหน่วงเฟสที่เกิดจากแสงมอดูเลตที่เคลื่อนไปมาในแนวสำรวจหนึ่งครั้ง จากนั้นจึงแปลงระยะทางที่แสดงโดยเฟสดีเลย์ตาม ความยาวคลื่นของแสงที่มอดูเลต กล่าวคือใช้วิธีทางอ้อมในการวัดเวลาที่แสงเดินทางผ่านเส้นสำรวจ

โดยทั่วไปแล้วเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์เฟสจะใช้ในการวัดระยะทางที่แม่นยำ เนื่องจากความเที่ยงตรงสูง โดยทั่วไปอยู่ที่ระดับมิลลิเมตร เพื่อให้สะท้อนสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพและจำกัดเป้าหมายที่วัดให้อยู่ในจุดเฉพาะที่สอดคล้องกับความแม่นยำของเครื่องมือ เครื่องวัดระยะนี้จึงติดตั้งตัวสะท้อนที่เรียกว่าเป้าหมายแบบร่วมมือ กระจกเงา.

หากความถี่เชิงมุมของแสงมอดูเลตคือ ω และเฟสดีเลย์ที่เกิดจากการเดินทางไปกลับหนึ่งครั้งบนระยะทางที่จะวัด D คือ φ ดังนั้นเวลาที่สอดคล้องกัน t สามารถแสดงเป็น:

t=φ/ω

แทนที่ความสัมพันธ์นี้เป็น (3-6) ระยะทาง D สามารถแสดงเป็น

D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ บวก Δφ)

=c/4f (N บวก ΔN)=U(N บวก )

ในสูตร:

φ —— ความล่าช้าของเฟสทั้งหมดที่เกิดจากสัญญาณที่กลับไปกลับมาที่สายการวัดหนึ่งครั้ง

ω——ความถี่เชิงมุมของสัญญาณมอดูเลต ω=2πf

U——ความยาวหน่วย ค่าเท่ากับ 1/4 ความยาวคลื่นมอดูเลต

N——จำนวนของความยาวคลื่นครึ่งคลื่นที่มอดูเลตรวมอยู่ในเส้นสำรวจ

Δφ —— ส่วนของการหน่วงเฟสที่น้อยกว่า π เกิดจากสัญญาณที่กลับไปกลับมาที่เส้นวัดหนึ่งครั้ง

ΔN——เศษส่วนของคลื่นมอดูเลตที่อยู่ในเส้นสำรวจที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง

ΔN=φ/ω

ภายใต้การมอดูเลตที่กำหนดและสภาวะบรรยากาศมาตรฐาน ความถี่ c/(4πf) จะเป็นค่าคงที่ ปัจจุบันการวัดระยะทางกลายเป็นการวัดจำนวนครึ่งความยาวคลื่นที่มีอยู่ในเส้นสำรวจและการวัดส่วนที่เป็นเศษส่วนที่น้อยกว่าครึ่งความยาวคลื่น นั่นคือ N หรือ φ เนื่องจากการพัฒนาสมัยใหม่ เทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำและเทคโนโลยีการวัดเฟสคลื่นวิทยุ การวัด φ มีความแม่นยำสูงมาก

ในการวัดมุมเฟส φ ที่น้อยกว่า π สามารถใช้วิธีต่างๆ เพื่อวัดได้ โดยปกติแล้ว การวัดเฟสแบบหน่วงเวลาและการวัดเฟสแบบดิจิทัลที่ใช้กันแพร่หลายมากที่สุด ในปัจจุบัน เครื่องวัดระยะเลเซอร์ระยะสั้นใช้หลักการวัดเฟสดิจิตอลเพื่อให้ได้ φ

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์ชนิดเฟสจะใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีการมอดูเลตสัญญาณเพื่อฉายแสงอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ได้การวัดระยะทางที่มีความแม่นยำสูง จำเป็นต้องกำหนดค่าเป้าหมายแบบร่วมมือ อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์แบบพกพาในปัจจุบันเป็นเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์แบบพัลซิ่ง เรนจ์ไฟน์เดอร์ประเภทใหม่อีกประเภทในเรนจ์ไฟน์เดอร์ ไม่เพียงแต่มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบาเท่านั้น แต่ยังใช้เทคโนโลยีการขยายพัลส์การวัดระยะแบบดิจิตอลและการแบ่งย่อย ซึ่งสามารถบรรลุความแม่นยำระดับมิลลิเมตรโดยไม่ต้องใช้เป้าหมายแบบร่วมมือ ช่วงการวัดเกิน 100 ม. และสามารถแสดงระยะทางได้โดยตรงอย่างรวดเร็วและแม่นยำ เป็นเครื่องมือวัดความยาวมาตรฐานล่าสุดสำหรับการวัดทางวิศวกรรมความแม่นยำช่วงสั้นและการวัดพื้นที่อาคาร