Greining á meginreglunni um hita- og rakamælirinn og fjarlægðarmælinguna
Laser fjarlægðarmælar nota venjulega tvær aðferðir til að mæla fjarlægð: púlsaðferð og fasaaðferð. Ferlið við púlssvið er sem hér segir: leysirinn sem fjarlægðarmælirinn sendir frá sér endurkastast af mældum hlut og síðan móttekinn af fjarlægðarmælinum, sem skráir samtímis tíma leysisins sem ferðast fram og til baka. Helmingur afurðar ljóshraða og hringferðartíma er fjarlægðin milli fjarlægðarmælisins og hlutarins sem verið er að mæla. Nákvæmni púlsaðferðar til að mæla fjarlægð er yfirleitt um +/-1 metri. Auk þess er blindblettur þessarar tegundar fjarlægðarmæla að jafnaði um 15 metrar.
Laser rangeing er fjarlægðarmælingaraðferð í sjónbylgjusviði. Ef tíminn sem þarf fyrir ljós að ferðast fram og til baka á milli punkta A og B á hraða c í loftinu er t, þá er hægt að tákna fjarlægðina D milli punkta A og B sem hér segir.
D=ct/2
Í formúlunni:
D - Mældu fjarlægðina milli tveggja punkta á stöðvum A og B;
C - Hraði ljósdreifingar í andrúmsloftinu;
T - Tíminn sem þarf fyrir ljós að ferðast fram og til baka á milli A og B.
Eins og sést af ofangreindri jöfnu, til að mæla fjarlægðirnar A og B, er í raun nauðsynlegt að mæla útbreiðslutíma ljóssins t. Samkvæmt mismunandi mæliaðferðum er venjulega hægt að skipta leysir fjarlægðarmælum í tvö mælingarform: púlsgerð og fasagerð.
Fasa gerð leysir fjarlægðarmælir
Fasa leysir fjarlægðarmælir er tæki sem notar tíðni útvarpsbandsins til að stilla amplitude leysigeislans og mæla fasatöfina sem myndast af stilltu ljósinu sem ferðast fram og til baka að mælilínunni. Byggt á bylgjulengd mótaða ljóssins er fjarlægðin sem þessi fasatöf táknar síðan umreiknuð. Mældu tímann sem þarf fyrir ljós að ferðast fram og til baka í gegnum mælilínuna með óbeinum aðferðum.
Fasa leysir fjarlægðarmælir eru almennt notaðir við nákvæmni fjarlægð. Vegna mikillar nákvæmni þess, venjulega á millimetrasviðinu, til að endurspegla merki á áhrifaríkan hátt og takmarka mælda markið við ákveðinn punkt sem er í réttu hlutfalli við nákvæmni tækisins, er þessi tegund af fjarlægðarmælir búinn endurskinsmerki sem kallast samvinnumarkmið.
Ef mótunarhornstíðnin er ω, Fasa seinkunin sem myndast við hringferð á vegalengdinni D sem á að mæla er φ, Samsvarandi tími t má gefa upp sem:
T= φ/ω
Ef þetta samband er skipt út í jöfnu (3-6), er hægt að gefa upp fjarlægðina D sem
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
Í formúlunni:
φ-- Heildarfasa seinkun sem myndast af merki sem fer fram og til baka að mælilínunni.
ω-- Horntíðni mótaða merksins, ω= 2 π f.
U - Lengd einingar, tölugildi jafnt og 1/4 mótunarbylgjulengd
N - Fjöldi mótaðra hálfbylgjulengda innifalinn í mælilínunni.
Δφ-- Merkið myndar fasatöf sem er minni en π þegar ferðast er fram og til baka að mælilínunni.
Δ N - Tugabrotshluti mótunarbylgjunnar sem er í mælilínunni sem er minni en helmingur bylgjulengdarinnar.
Δ N= φ/ω
Við gefnar mótun og staðlaðar lofthjúpsaðstæður er tíðnin c/(4 π f) fasti og fjarlægðarmælingin verður mæling á fjölda hálfbylgjulengda sem eru í mælilínunni og mæling á brotahlutanum sem er minni en helmingur. bylgjulengd, þ.e. að mæla N eða φ, Vegna þróunar nútíma nákvæmni vinnslutækni og þráðlausrar fasamælingatækni φ Mælingin hefur náð mikilli nákvæmni.
Til að mæla fasahornið sem er minna en π φ er hægt að framkvæma mælingu með mismunandi aðferðum, þar sem algengast er að seinkuð fasamæling og stafræn fasamæling. Sem stendur nota skammdrægir leysirfjarlægðarmælir allir meginregluna um stafræna fasamælingu til að fá φ.
Eins og getið er hér að ofan nota fasleysisfjarlægðarmælir almennt samfelldan leysigeisla með mótuðum merkjum. Til þess að ná mikilli nákvæmni á sviðinu þarf að stilla samstarfsmarkmið. Handfestu leysirfjarlægðarmælirinn sem nú er kominn á markað eru önnur ný gerð púlsleysisfjarlægðarmæla. Þau eru ekki aðeins lítil að stærð og létt í þyngd, heldur nota þau einnig stafræna fasamælingarpúlsútvíkkun og undirskiptingartækni, sem getur náð millimetra nákvæmni án þess að þurfa samstarfsmarkmið. Mælisviðið hefur farið yfir 100m og getur sýnt fjarlægðina á fljótlegan og nákvæman hátt. Það er nýjasta gerð lengdarmælinga staðalbúnaðar í skammdrægum nákvæmnismælingum og byggingarflatarmælingum.
