Zasada i zastosowanie dalmierza laserowego fazowego
Dalmierz z laserem fazowym wykorzystuje wiązkę lasera do modulowania amplitudy i pomiaru opóźnienia fazowego generowanego przez zmodulowane światło przemieszczające się tam i z powrotem do linii pomiarowej, a następnie przelicza odległość reprezentowaną przez to opóźnienie fazowe na podstawie długości fali modulowanego światła. Metoda pośrednia służy do określenia czasu potrzebnego na podróż światła tam i z powrotem przez linię pomiarową.
Dalmierze z laserem fazowym są powszechnie stosowane w precyzyjnym określaniu odległości. Ze względu na dużą dokładność, zwykle rzędu milimetrów, aby skutecznie odzwierciedlić sygnał i ograniczyć mierzony cel do określonego punktu, proporcjonalnego do dokładności przyrządu, dalmierz tego typu wyposażony jest w reflektor zwany celem kooperacyjnym.
Jeżeli częstotliwość kąta modulacji wynosi ω, opóźnienie fazowe generowane przez podróż w obie strony na mierzonej odległości D wynosi φ, wówczas odpowiedni czas t można wyrazić jako:
T= φ/ω
Podstawienie tej zależności na odległość D z równania (3-6) można wyrazić jako
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 )
W równaniu:
φ — — Całkowite opóźnienie fazowe generowane przez sygnał przemieszczający się tam i z powrotem do linii.
ω—— Częstotliwość kątowa modulowanego sygnału, ω= 2 π f.
U - Długość jednostki, wartość liczbowa równa 1/4 długości fali modulacji
N - Liczba modulowanych pół długości fali zawartych w linii pomiarowej.
Δφ —— Sygnał generuje opóźnienie fazowe mniejsze niż π podczas jednej podróży w obie strony do linii pomiarowej.
Δ N – Ułamkowa część fali modulacyjnej zawarta w linii pomiarowej, która jest mniejsza niż połowa długości fali.
Δ N= φ/ω
Przy danej modulacji i standardowych warunkach atmosferycznych częstotliwość c/(4 π f) jest stała, a pomiar odległości staje się pomiarem liczby połówek długości fali zawartych w linii pomiarowej oraz pomiarem części ułamkowych mniejszych niż połowy długości fali , tj. N lub φ, W związku z rozwojem nowoczesnej technologii precyzyjnej obróbki skrawaniem oraz technologii radiowego pomiaru fazy φ pomiar osiągnął dużą dokładność.
Aby zmierzyć kąt fazowy mniejszy niż π φ, można zastosować różne metody pomiaru, a najczęściej stosowanymi metodami są pomiar fazy opóźnienia i cyfrowy pomiar fazy. Dalmierze laserowe krótkiego zasięgu wykorzystują zasadę cyfrowego pomiaru fazy do uzyskania φ.
Jak wspomniano powyżej, ogólnie rzecz biorąc, dalmierze z laserem fazowym wykorzystują ciągłą wiązkę lasera z modulowanymi sygnałami. Aby osiągnąć wysoką dokładność pomiaru odległości, należy skonfigurować wspólne cele. Wprowadzone na rynek ręczne dalmierze laserowe to kolejny nowy typ dalmierzy wśród impulsowych dalmierzy laserowych, które nie tylko charakteryzują się niewielkimi rozmiarami i wagą, ale także wykorzystują technologię poszerzania i podziału impulsu z cyfrowym pomiarem fazy. Bez potrzeby współpracy celów można osiągnąć dokładność na poziomie milimetra, a zakres pomiarowy przekroczył 100 m, a odległość może szybko i dokładnie wyświetlić bezpośrednio. Jest to najnowszy typ standardowego przyrządu do pomiaru długości w precyzyjnych pomiarach krótkiego zasięgu i pomiarach powierzchni budynków. Najszerzej stosowanym jest ręczny dalmierz laserowy serii DISTO firmy Leica.
