Das Prinzip und die Anwendung des Phasenlaser-Entfernungsmessers
Der Phasenlaser-Entfernungsmesser verwendet einen Laserstrahl, um die Amplitude zu modulieren und die Phasenverzögerung zu messen, die durch das hin- und herwandern des modulierten Lichts zur Messlinie erzeugt wird. Anschließend wandelt er die durch diese Phasenverzögerung dargestellte Entfernung basierend auf der Wellenlänge des modulierten Lichts um. Mit der indirekten Methode wird die Zeit ermittelt, die das Licht benötigt, um durch die Messleitung hin und her zu wandern.
Phasenlaser-Entfernungsmesser werden im Allgemeinen zur Präzisionsentfernung eingesetzt. Aufgrund seiner hohen Genauigkeit, normalerweise im Millimeterbereich, ist dieser Entfernungsmessertyp mit einem Reflektor ausgestattet, der als kooperatives Ziel bezeichnet wird, um das Signal effektiv zu reflektieren und das gemessene Ziel auf einen bestimmten Punkt zu beschränken, der proportional zur Genauigkeit des Instruments ist.
Wenn die Modulationswinkelfrequenz ω ist, beträgt die Phasenverzögerung, die durch eine Hin- und Rückfahrt auf der zu messenden Distanz D erzeugt wird, φ. Dann kann die entsprechende Zeit t ausgedrückt werden als:
T= φ/ω
Das Einsetzen dieser Beziehung in den Abstand D der Gleichung (3-6) kann ausgedrückt werden als:
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π plus Δφ)
=C/4f (N plus Δ N) =U (N plus )
In der Gleichung:
φ – Die gesamte Phasenverzögerung, die durch ein Signal erzeugt wird, das zur Leitung hin und her wandert.
ω—— Die Winkelfrequenz des modulierten Signals, ω= 2 π f.
U – Einheitslänge, numerischer Wert gleich 1/4 Modulationswellenlänge
N – Die Anzahl der modulierten Halbwellenlängen, die in der Messlinie enthalten sind.
Δφ—— Das Signal erzeugt bei einem Umlauf zur Messleitung eine Phasenverzögerung von weniger als π.
Δ N – Der Bruchteil der in der Messleitung enthaltenen Modulationswelle, der kleiner als die halbe Wellenlänge ist.
Δ N= φ/ω
Unter bestimmten Modulations- und Standardatmosphärenbedingungen ist die Frequenz c/(4 π f) eine Konstante, und die Entfernungsmessung wird zur Messung der Anzahl der in der Messlinie enthaltenen halben Wellenlängen und zur Messung der Bruchteile von weniger als halben Wellenlängen , also N oder φ, Aufgrund der Entwicklung moderner Präzisionsbearbeitungstechnik und Funkphasenmesstechnik φ Die Messung hat eine hohe Genauigkeit erreicht.
Um den Phasenwinkel von weniger als π φ zu messen, können verschiedene Methoden zur Messung verwendet werden, und die am häufigsten verwendeten Methoden sind Verzögerungsphasenmessung und digitale Phasenmessung. Laser-Entfernungsmesser für kurze Entfernungen nutzen das Prinzip der digitalen Phasenmessung, um φ zu ermitteln.
Wie oben erwähnt, verwenden Phasenlaser-Entfernungsmesser im Allgemeinen einen kontinuierlichen Laserstrahl mit modulierten Signalen. Um eine hohe Entfernungsgenauigkeit zu erreichen, müssen kooperative Ziele konfiguriert werden. Die vorgestellten tragbaren Laser-Entfernungsmesser sind ein weiterer neuer Typ von Entfernungsmessern unter den Pulslaser-Entfernungsmessern, die nicht nur eine geringe Größe und ein geringes Gewicht aufweisen, sondern auch die Technologie der Impulsverbreiterung und -unterteilung zur digitalen Phasenmessung nutzen. Ohne die Notwendigkeit kooperativer Ziele kann eine Genauigkeit im Millimeterbereich erreicht werden, der Messbereich hat 100 m überschritten und die Entfernung kann schnell und genau direkt angezeigt werden. Es handelt sich um das neueste Längenmess-Standardgerät für die Präzisionsmessung im Nahbereich und für die Gebäudeflächenmessung. Am weitesten verbreitet ist der tragbare Laser-Entfernungsmesser der DISTO-Serie der Firma Leica.
