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激光測(cè)距儀基本知識(shí)
日期：2025-05-08 06:40
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摘要：
激光測(cè)距儀基本知識(shí)
激光測(cè)距儀一般采用兩種方式來(lái)測(cè)量距離:脈沖法和相位法.脈沖法測(cè)距的過(guò)程是這樣的:測(cè)距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收.測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間.光速和往返時(shí)間的乘積的一半.就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離.脈沖法測(cè)量距離的精度是一般是在+/-1米左右.另外.此類測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)一般是15米左右.
激光測(cè)距儀的應(yīng)用領(lǐng)域主要是那些方面?
激光測(cè)距儀已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域:電力.水利.通訊.環(huán)境.建筑.地質(zhì).警務(wù).消防.爆破.航海.鐵路.**/**.農(nóng)業(yè).林業(yè).房地產(chǎn).休閑/戶外運(yùn)動(dòng)等.
為什么激光測(cè)距儀還有所謂[**"和[不**"的區(qū)別?
顧名思義.激光測(cè)距儀是用激光做為主要工作物質(zhì)來(lái)進(jìn)行工作的.目前.市場(chǎng)上的手持式激光測(cè)距儀的工作物質(zhì)主要有以下幾種:工作波長(zhǎng)為905納米和1540納米的半導(dǎo)體激光.工作波長(zhǎng)為1064納米的YAG激光.1064納米的波長(zhǎng)對(duì)人體皮膚和眼睛是害的.特別是如果眼睛不小心接觸到了1064納米波長(zhǎng)的激光.對(duì)眼睛的傷害可能將是長(zhǎng)久性的.所以.在國(guó)外.手持激光測(cè)距儀中.完全取締了1064納米的激光.在國(guó)內(nèi).某些廠家還有生產(chǎn)1064納米的激光測(cè)距儀.
對(duì)于905納米和1540納米的激光測(cè)距儀.我們就稱之為[**"的.對(duì)于1064納米的激光測(cè)距儀.由于它對(duì)人體具有潛在的危害性.所以我們就稱之為[不**"的.
手持式激光測(cè)距儀激光測(cè)距原理
激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式.如果光以速度c在空氣中傳播在A.B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t.則A.B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示.
D=ct/2
式中:
D--測(cè)站點(diǎn)A.B兩點(diǎn)間距離,
c--光在大氣中傳播的速度,
t--光往返A(chǔ).B一次所需的時(shí)間.
由上式可知.要測(cè)量A.B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t.根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同.激光測(cè)距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式.
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(3-6)式距離D可表示為
D=1/2 ct=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
在給定調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下.頻率c/(4πf)是一個(gè)常數(shù).此時(shí)距離的測(cè)量變成了測(cè)線所包含半波長(zhǎng)個(gè)數(shù)的測(cè)量和不足半波長(zhǎng)的小數(shù)部分的測(cè)量即測(cè)N或φ.由于近代精密機(jī)械加工技術(shù)和無(wú)線電測(cè)相技術(shù)的發(fā)展.已使φ的測(cè)量達(dá)到很高的精度.
為了測(cè)得不足π的相角φ.可以通過(guò)不同的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量.通常應(yīng)用*多的是延遲測(cè)相和數(shù)字測(cè)相.目前短程激光測(cè)距儀均采用數(shù)字測(cè)相原理來(lái)求得φ.
由上所述一般情況下相位式激光測(cè)距儀使用連續(xù)發(fā)射帶調(diào)制信號(hào)的激光束.為了獲得測(cè)距高精度還需配置合作目標(biāo).而目前推出的手持式激光測(cè)距儀是脈沖式激光測(cè)距儀中又一新型測(cè)距儀.它不僅體積小.重量輕.還采用數(shù)字測(cè)相脈沖展寬細(xì)分技術(shù).無(wú)需合作目標(biāo)即可達(dá)到毫米級(jí)精度.測(cè)程已經(jīng)超過(guò)100m.且能快速準(zhǔn)確地直接顯示距離.是短程精度精密工程測(cè)量.房屋建筑面積測(cè)量中*新型的長(zhǎng)度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具.現(xiàn)應(yīng)用*多的是leica公司生產(chǎn)的DISTO系列手持式激光測(cè)距儀.
手持式激光測(cè)距儀使用注意事項(xiàng)
DISTO及其他手持式激光測(cè)距儀.由于采用激光進(jìn)行距離測(cè)量.而脈沖激光束是能量非常集中的單色光源.所以在使用時(shí)不要用眼對(duì)準(zhǔn)發(fā)射口直視.也不要用瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡觀察光滑反射面.以免傷害人的眼睛.一定要按儀器說(shuō)明書中**操作規(guī)范進(jìn)行測(cè)量.野外測(cè)量時(shí)不可將儀器發(fā)射口直接對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)以免燒壞儀器光敏元件.
激光測(cè)距儀一般采用兩種方式來(lái)測(cè)量距離:脈沖法和相位法.脈沖法測(cè)距的過(guò)程是這樣的:測(cè)距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測(cè)量物體的反射后又被測(cè)距儀接收.測(cè)距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間.光速和往返時(shí)間的乘積的一半.就是測(cè)距儀和被測(cè)量物體之間的距離.脈沖法測(cè)量距離的精度是一般是在+/-1米左右.另外.此類測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)一般是15米左右.
激光測(cè)距儀的應(yīng)用領(lǐng)域主要是那些方面?
激光測(cè)距儀已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域:電力.水利.通訊.環(huán)境.建筑.地質(zhì).警務(wù).消防.爆破.航海.鐵路.**/**.農(nóng)業(yè).林業(yè).房地產(chǎn).休閑/戶外運(yùn)動(dòng)等.
為什么激光測(cè)距儀還有所謂[**"和[不**"的區(qū)別?
顧名思義.激光測(cè)距儀是用激光做為主要工作物質(zhì)來(lái)進(jìn)行工作的.目前.市場(chǎng)上的手持式激光測(cè)距儀的工作物質(zhì)主要有以下幾種:工作波長(zhǎng)為905納米和1540納米的半導(dǎo)體激光.工作波長(zhǎng)為1064納米的YAG激光.1064納米的波長(zhǎng)對(duì)人體皮膚和眼睛是害的.特別是如果眼睛不小心接觸到了1064納米波長(zhǎng)的激光.對(duì)眼睛的傷害可能將是長(zhǎng)久性的.所以.在國(guó)外.手持激光測(cè)距儀中.完全取締了1064納米的激光.在國(guó)內(nèi).某些廠家還有生產(chǎn)1064納米的激光測(cè)距儀.
對(duì)于905納米和1540納米的激光測(cè)距儀.我們就稱之為[**"的.對(duì)于1064納米的激光測(cè)距儀.由于它對(duì)人體具有潛在的危害性.所以我們就稱之為[不**"的.
手持式激光測(cè)距儀激光測(cè)距原理
激光測(cè)距是光波測(cè)距中的一種測(cè)距方式.如果光以速度c在空氣中傳播在A.B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t.則A.B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示.
D=ct/2
式中:
D--測(cè)站點(diǎn)A.B兩點(diǎn)間距離,
c--光在大氣中傳播的速度,
t--光往返A(chǔ).B一次所需的時(shí)間.
由上式可知.要測(cè)量A.B距離實(shí)際上是要測(cè)量光傳播的時(shí)間t.根據(jù)測(cè)量時(shí)間方法的不同.激光測(cè)距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測(cè)量形式.
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(3-6)式距離D可表示為
D=1/2 ct=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
在給定調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下.頻率c/(4πf)是一個(gè)常數(shù).此時(shí)距離的測(cè)量變成了測(cè)線所包含半波長(zhǎng)個(gè)數(shù)的測(cè)量和不足半波長(zhǎng)的小數(shù)部分的測(cè)量即測(cè)N或φ.由于近代精密機(jī)械加工技術(shù)和無(wú)線電測(cè)相技術(shù)的發(fā)展.已使φ的測(cè)量達(dá)到很高的精度.
為了測(cè)得不足π的相角φ.可以通過(guò)不同的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)量.通常應(yīng)用*多的是延遲測(cè)相和數(shù)字測(cè)相.目前短程激光測(cè)距儀均采用數(shù)字測(cè)相原理來(lái)求得φ.
由上所述一般情況下相位式激光測(cè)距儀使用連續(xù)發(fā)射帶調(diào)制信號(hào)的激光束.為了獲得測(cè)距高精度還需配置合作目標(biāo).而目前推出的手持式激光測(cè)距儀是脈沖式激光測(cè)距儀中又一新型測(cè)距儀.它不僅體積小.重量輕.還采用數(shù)字測(cè)相脈沖展寬細(xì)分技術(shù).無(wú)需合作目標(biāo)即可達(dá)到毫米級(jí)精度.測(cè)程已經(jīng)超過(guò)100m.且能快速準(zhǔn)確地直接顯示距離.是短程精度精密工程測(cè)量.房屋建筑面積測(cè)量中*新型的長(zhǎng)度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具.現(xiàn)應(yīng)用*多的是leica公司生產(chǎn)的DISTO系列手持式激光測(cè)距儀.
手持式激光測(cè)距儀使用注意事項(xiàng)
DISTO及其他手持式激光測(cè)距儀.由于采用激光進(jìn)行距離測(cè)量.而脈沖激光束是能量非常集中的單色光源.所以在使用時(shí)不要用眼對(duì)準(zhǔn)發(fā)射口直視.也不要用瞄準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡觀察光滑反射面.以免傷害人的眼睛.一定要按儀器說(shuō)明書中**操作規(guī)范進(jìn)行測(cè)量.野外測(cè)量時(shí)不可將儀器發(fā)射口直接對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)以免燒壞儀器光敏元件.
