Nguyên lý và ứng dụng của máy đo khoảng cách laser pha
Máy đo khoảng cách laser pha sử dụng chùm tia laser để điều chỉnh biên độ và đo độ trễ pha được tạo ra bởi ánh sáng điều chế truyền qua lại đến vạch đo, sau đó chuyển đổi khoảng cách được biểu thị bằng độ trễ pha này dựa trên bước sóng của ánh sáng điều chế. Phương pháp gián tiếp được sử dụng để xác định thời gian cần thiết để ánh sáng truyền tới lui qua đường đo.
Máy đo khoảng cách laser pha thường được sử dụng trong phạm vi chính xác. Do có độ chính xác cao, thường ở mức milimet, để phản xạ tín hiệu một cách hiệu quả và giới hạn mục tiêu đo được ở một điểm cụ thể tỷ lệ thuận với độ chính xác của thiết bị, loại máy đo khoảng cách này được trang bị một gương phản xạ gọi là mục tiêu hợp tác.
Nếu tần số góc điều chế là ω, Độ trễ pha được tạo ra bởi một chuyến đi khứ hồi trên khoảng cách D cần đo là φ, thì thời gian tương ứng t có thể được biểu thị bằng:
T= φ/ω
Thay thế mối quan hệ này vào khoảng cách D của phương trình (3-6) có thể được biểu thị bằng
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π cộng Δφ)
=C/4f (N cộng Δ N) =U (N cộng )
Trong phương trình:
φ—— Tổng độ trễ pha được tạo ra bởi tín hiệu truyền qua lại trên đường dây.
ω—— Tần số góc của tín hiệu được điều chế, ω= 2 π f.
U - Đơn vị độ dài, trị số bằng 1/4 bước sóng điều chế
N - Số lượng nửa bước sóng được điều chế có trong vạch đo.
Δφ—— Tín hiệu tạo ra độ trễ pha nhỏ hơn π trong một chuyến đi khứ hồi tới đường đo.
Δ N - Phần phân số của sóng điều chế chứa trong vạch đo nhỏ hơn một nửa bước sóng.
Δ N= φ/ω
Trong điều kiện điều chế và khí quyển tiêu chuẩn nhất định, tần số c/(4 π f) là một hằng số và phép đo khoảng cách trở thành phép đo số lượng nửa bước sóng có trong đường đo và phép đo các phần phân đoạn nhỏ hơn một nửa bước sóng , tức là N hoặc φ, Do sự phát triển của công nghệ gia công chính xác hiện đại và công nghệ đo pha vô tuyến φ Phép đo đã đạt được độ chính xác cao.
Để đo góc pha nhỏ hơn π φ, có thể sử dụng các phương pháp đo khác nhau và các phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là đo pha trễ và đo pha kỹ thuật số. Máy đo khoảng cách laser tầm ngắn sử dụng nguyên lý đo pha kỹ thuật số để thu được φ.
Như đã đề cập ở trên, nhìn chung, máy đo khoảng cách laser pha sử dụng chùm tia laser liên tục với tín hiệu được điều chế. Để đạt được độ chính xác cao, các mục tiêu hợp tác cần phải được cấu hình. Máy đo khoảng cách laser cầm tay được giới thiệu là một loại máy đo khoảng cách mới khác trong số các máy đo khoảng cách laser xung, không chỉ có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ mà còn sử dụng công nghệ phân chia và mở rộng xung đo pha kỹ thuật số. Không cần mục tiêu hợp tác, có thể đạt được độ chính xác ở mức milimet và phạm vi đo đã vượt quá 100m và có thể hiển thị khoảng cách trực tiếp một cách nhanh chóng và chính xác. Đây là loại dụng cụ tiêu chuẩn đo chiều dài mới nhất trong đo lường kỹ thuật chính xác tầm ngắn và đo diện tích tòa nhà. Được sử dụng rộng rãi nhất là máy đo khoảng cách laser cầm tay dòng DISTO do Công ty Leica sản xuất.
