相位式激光測(cè)距儀

相位式激光測(cè)距儀是用無(wú)線電波段的頻率，對(duì)激光束進(jìn)行幅度調(diào)制并測(cè)定調(diào)制光往返測(cè)線一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據(jù)調(diào)制光的波長(zhǎng)，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測(cè)定出光經(jīng)往返測(cè)線所需的時(shí)間，如圖所示。

相位式激光測(cè)距儀一般應(yīng)用在精密測(cè)距中。由于其精度高，一般為毫米級(jí)，為了有效的反射信號(hào)，并使測(cè)定的目標(biāo)限制在與儀器精度相稱的某一特定點(diǎn)上，對(duì)這種測(cè)距儀都配置了被稱為合作目標(biāo)的反射鏡。

若調(diào)制光角頻率為ω，在待測(cè)量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ，則對(duì)應(yīng)時(shí)間t 可表示為：

t=φ/ω

將此關(guān)系代入上式1距離D可表示為

D=1/2ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ Δφ)=c/4f(N ΔN)=U(N )

式中：φ——信號(hào)往返測(cè)線一次產(chǎn)生的總的相位延遲。

ω——調(diào)制信號(hào)的角頻率，ω=2πf。

U——單位長(zhǎng)度，數(shù)值等于1/4調(diào)制波長(zhǎng)

N——測(cè)線所包含調(diào)制半波長(zhǎng)個(gè)數(shù)。

Δφ——信號(hào)往返測(cè)線一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分。

ΔN——測(cè)線所包含調(diào)制波不足半波長(zhǎng)的小數(shù)部分。

ΔN=φ/ω

超聲波測(cè)距儀超聲波測(cè)距儀是根據(jù)超聲波遇到障礙物反射回來(lái)的特性進(jìn)行測(cè)量的。超聲波發(fā)射向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收qi收到反射波就立即中斷停止計(jì)時(shí)。相位法測(cè)距儀是將激光的相位進(jìn)行調(diào)制，通過(guò)測(cè)量反射回來(lái)的激光的相位差來(lái)獲得距離的測(cè)距儀。 通過(guò)不斷檢測(cè)產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測(cè)出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差T，然后求出距離L。

超聲波測(cè)距儀，由于超聲波受周圍環(huán)境影響較大，所以一般測(cè)量距離比較短，測(cè)量精度比較低。目前使用范圍不是很廣闊，但價(jià)格比較低，一般幾百元左右。

紅外測(cè)距儀用調(diào)制的紅外光進(jìn)行精密測(cè)距的儀器，測(cè)程一般為1-5公里。新型測(cè)距儀在長(zhǎng)度測(cè)量的基礎(chǔ)上，可以利用長(zhǎng)度測(cè)量結(jié)果，對(duì)待測(cè)目標(biāo)的面積、周長(zhǎng)、體積、質(zhì)量等其他參數(shù)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，在工程應(yīng)用、GIS調(diào)查、軍事等領(lǐng)域都有很廣的應(yīng)用范圍。利用的是紅外線傳播時(shí)的不擴(kuò)散原理 ：因?yàn)榧t外線在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小，所以長(zhǎng)距離的測(cè)距儀都會(huì)考慮紅外線，而紅外線的傳播是需要時(shí)間的，當(dāng)紅外線從測(cè)距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來(lái)被測(cè)距儀接受到再根據(jù)紅外線從發(fā)出到被接受到的時(shí)間及紅外線的傳播速度就可以算出距離

紅外測(cè)距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。

激光測(cè)距儀，是利用調(diào)制激光的某個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的距離測(cè)量的儀器，它重量輕、體積小、操作簡(jiǎn)單速度快而準(zhǔn)確，其誤差僅為其它光學(xué)測(cè)距儀的五分之一到數(shù)百分之一?，F(xiàn)在在我們的工作學(xué)習(xí)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，以后也必將走進(jìn)千家萬(wàn)戶。

世界上一臺(tái)激光器，是由美國(guó)休斯飛機(jī)公司的科學(xué)家梅曼于1960年，首先研制成功的紅寶石激光器。美國(guó)軍方很快就在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了對(duì)激光裝置的研究。1961年，一臺(tái)激光 測(cè)距儀通過(guò)了美國(guó)軍方論證試驗(yàn)，對(duì)此后激光測(cè)距儀很快就進(jìn)入了實(shí)用階段。

由于激光測(cè)距儀價(jià)格不斷下調(diào)，工業(yè)上也逐漸開(kāi)始使用激光測(cè)距儀。國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了一批新型的具有測(cè)距快、體積小、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)的微型測(cè)距儀，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控、礦山、港口等領(lǐng)域。