O princípio e aplicação do telêmetro laser de fase
O telêmetro a laser de fase usa um feixe de laser para modular a amplitude e medir o atraso de fase gerado pela luz modulada viajando para frente e para trás até a linha de medição e, em seguida, converte a distância representada por esse atraso de fase com base no comprimento de onda da luz modulada. O método indireto é usado para determinar o tempo necessário para a luz viajar para frente e para trás através da linha de medição.
Telêmetros a laser de fase são geralmente usados em faixas de precisão. Devido à sua alta precisão, geralmente em nível milimétrico, para refletir efetivamente o sinal e limitar o alvo medido a um ponto específico que seja proporcional à precisão do instrumento, este tipo de telêmetro é equipado com um refletor denominado alvo cooperativo.
Se a frequência do ângulo de modulação for ω, o atraso de fase gerado por uma viagem de ida e volta na distância D a ser medida é φ, então o tempo correspondente t pode ser expresso como:
T= φ/ω
Substituir esta relação na distância D da equação (3-6) pode ser expresso como
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π mais Δφ)
=C/4f (N mais Δ N) =U (N mais )
Na equação:
φ—— O atraso de fase total gerado por um sinal viajando para frente e para trás em direção à linha.
ω—— A frequência angular do sinal modulado, ω= 2 π f.
U - Comprimento unitário, valor numérico igual a 1/4 do comprimento de onda da modulação
N - O número de meios comprimentos de onda modulados incluídos na linha de medição.
Δφ—— O sinal gera um atraso de fase menor que π em uma viagem de ida e volta até a linha de medição.
Δ N - A parte fracionária da onda de modulação contida na linha de medição que é inferior à metade do comprimento de onda.
Δ N= φ/ω
Sob determinada modulação e condições atmosféricas padrão, a frequência c/(4 π f) é uma constante, e a medição da distância torna-se a medição do número de meios comprimentos de onda incluídos na linha de medição e a medição de partes fracionárias menores que meio comprimento de onda , ou seja, N ou φ, Devido ao desenvolvimento da moderna tecnologia de usinagem de precisão e tecnologia de medição de fase de rádio φ, a medição alcançou alta precisão.
Para medir o ângulo de fase inferior a π φ, diferentes métodos podem ser usados para medição, e os métodos mais comumente usados são medição de fase de atraso e medição de fase digital. Telêmetros a laser de curto alcance usam o princípio da medição digital de fase para obter φ.
Conforme mencionado acima, em geral, os telêmetros a laser de fase usam um feixe de laser contínuo com sinais modulados. Para alcançar alta precisão, os alvos cooperativos precisam ser configurados. Os telêmetros a laser portáteis introduzidos são outro novo tipo de telêmetros entre os telêmetros a laser de pulso, que não apenas têm tamanho pequeno e peso leve, mas também usam tecnologia de alargamento e subdivisão de pulso de medição de fase digital. Sem a necessidade de alvos cooperativos, a precisão do nível milimétrico pode ser alcançada e a faixa de medição excedeu 100 m, e pode exibir a distância diretamente com rapidez e precisão. É o mais recente tipo de instrumento padrão de medição de comprimento em medição de engenharia de precisão de curto alcance e medição de área de construção. O mais utilizado é o telêmetro a laser portátil da série DISTO produzido pela Leica Company.
