Nguyên lý và ứng dụng của máy đo khoảng cách laser theo pha
Máy đo khoảng cách laser loại pha là việc sử dụng phương pháp điều chế biên độ chùm tia laser và xác định ánh sáng được điều chế đến và đi từ đường đo độ trễ pha được tạo ra một lần, sau đó theo bước sóng của ánh sáng được điều chế, sự chuyển đổi độ trễ pha được biểu thị theo khoảng cách. Đó là phương pháp gián tiếp xác định thời gian mà ánh sáng yêu cầu thông qua phép đo đường khứ hồi.
Máy đo khoảng cách laser loại pha thường được sử dụng trong phạm vi chính xác. Do độ chính xác cao, thường ở thang đo milimet, để phản xạ tín hiệu một cách hiệu quả và khiến việc xác định mục tiêu bị giới hạn ở một điểm cụ thể tương xứng với độ chính xác của thiết bị, các máy đo khoảng cách như vậy được cấu hình với một tấm gương được gọi là mục tiêu hợp tác.
Nếu tần số góc của ánh sáng điều chế là ω và độ trễ pha được tạo ra bởi một chuyến đi khứ hồi trên khoảng cách cần đo D là φ, thì thời gian tương ứng t có thể được biểu thị bằng:
t=φ/ω
Thay thế mối quan hệ này vào (3-6) khoảng cách D có thể được biểu thị bằng
D=1/2 ct=1/2 c-φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
phương trình:
φ - tổng độ trễ pha được tạo ra bởi tín hiệu truyền đến và đi từ đường khảo sát một lần.
ω - tần số góc của tín hiệu điều chế, ω=2πf.
U - đơn vị chiều dài, giá trị bằng 1/4 bước sóng điều chế
N - số nửa bước sóng điều chế có trong vạch đo.
Δφ - phần tín hiệu truyền đến và đi từ đường dây tạo ra độ trễ pha nhỏ hơn π tại một thời điểm.
ΔN - phần phân số của sóng điều chế chứa trong đường truyền nhỏ hơn nửa bước sóng.
ΔN=φ/ω
Trong điều kiện điều chế và khí quyển tiêu chuẩn đã cho, tần số c/(4πf) là một hằng số, lúc này phép đo khoảng cách đã trở thành phép đo số nửa bước sóng chứa trong vạch đo và nhỏ hơn nửa bước sóng của phần phân số của phép đo đo N hoặc φ, do sự phát triển của công nghệ gia công chính xác hiện đại và công nghệ đo pha vô tuyến nên phép đo φ đã đạt độ chính xác cao.
Để đo góc pha φ nhỏ hơn π, có thể đo bằng các phương pháp khác nhau, thông thường phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất là đo pha trễ và đo pha kỹ thuật số, máy đo khoảng cách laser tầm ngắn được sử dụng để thu được φ của nguyên lý đo pha kỹ thuật số.
Từ các trường hợp chung đã đề cập ở trên, máy đo khoảng cách laser loại pha sử dụng sự phát xạ liên tục của chùm tia laser với tín hiệu được điều chế, để đạt được phạm vi độ chính xác cao cũng cần phải định cấu hình mục tiêu hợp tác và việc giới thiệu máy đo khoảng cách laser cầm tay là xung máy đo khoảng cách laser và một loại máy đo khoảng cách mới, nó không chỉ có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ mà còn sử dụng công nghệ nội suy trải rộng xung đo pha kỹ thuật số, không cần hợp tác với mục tiêu để đạt được độ chính xác đến từng milimet, phạm vi đo có hơn 100m và có thể hiển thị khoảng cách trực tiếp một cách nhanh chóng và chính xác. Là thiết bị đo kỹ thuật chính xác, chính xác tầm ngắn, đo diện tích tòa nhà bằng loại thiết bị tiêu chuẩn đo chiều dài mới nhất. Hiện nay được sử dụng rộng rãi nhất là máy đo khoảng cách laser cầm tay dòng DISTO do Leica sản xuất.
