Барилгын лазерын зай хэмжигчийг хэрхэн сонгох вэ. Алсын зай хэмжигч гэж юу вэ, энэ нь юунд зориулагдсан вэ? Лазер зай хэмжигчийг геодезид ашиглах

Аливаа хүнд олон асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг технологи байгаа нь хэнд ч гайхдаггүй. Энэ жагсаалтад мөн лазерын зай хэмжигч орно.

Лазер зай хэмжигч нь лавлагаа цэгээс (байршил) тодорхой зорилго хүртэлх зайг нарийн тодорхойлоход ашигладаг оптик төхөөрөмж юм.

Лазер зай хэмжигчний үндэс

Лазерын зай хэмжигч гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь: ялгаруулагч ба хүлээн авагч юм.

Ялгаруулагч гэдэг үг өөрөө ярьдаг энэ төхөөрөмжЭнэ бол долгионы уртыг тодорхойлдог тодорхой хүч чадлын лазер туяа үүсгэх явдал юм. Цацраг нь хүн болон хүрээлэн буй орчинд туйлын аюулгүй юм. Хүлээн авагч нь таны сонгосон байны ойсон туяаг хүлээн авах зориулалттай. Алсын зай хэмжигчний параметрүүдийг сайжруулахын тулд түүний загвар нь үргэлж өндөр чанартай оптикийг агуулдаг бөгөөд энэ нь үүсгэсэн цацрагийг хамгийн зөв байдлаар төвлөрүүлж, хүлээн авагч дээр тархсан цацрагийг хүлээн авах боломжийг олгодог. Энэхүү оптик өсгөгчийг харагч гэж нэрлэдэг. Хүртээмжтэй нэр томьёогоор ярих юм бол энэ төрлийн зай хэмжигчний оптик харагч нь 6x, 12x томруулах утгатай монокулярын ажиллах зарчимтай.

Лазер зай хэмжигчүүдийн төрлүүд

Ялгарах дохиог боловсруулах төрлөөс хамааран ийм төхөөрөмжийг хоёр төрөлд хуваадаг.

Фазын зай хэмжигч- үйл ажиллагааны зарчим нь илгээсэн болон туссан цацрагийн фазын утгыг харьцуулах явдал юм. Ийм төхөөрөмжүүд нь боломжийн үнэтэй бөгөөд хэрэглэхэд хялбар байдаг. Ихэвчлэн анчид, жижиг зэвсгийн сонирхогчид ийм тоног төхөөрөмж худалдан авах сонирхолтой байдаг.

Пульс хэмжигч– илгээсэн лазерын туяанд хариу өгөх хугацааг тодорхойлоход үндэслэсэн ажил.

Ан агнуурын бүсэд ашигладаг зай хэмжигчүүдийн онцлог

Алсын зай хэмжигч нь ан агнуурын зэвсэг болон байт харвааны спортод зориулсан маш сайн буудлагын хэрэгсэл юм. Төхөөрөмжийн хэмжээг том алимтай харьцуулж болно. Алсын зай хэмжигч нь өөрөө ажилладаг.

Анчид 500 м-ээс 1.5 км хүртэлх замыг (зай) хэмжиж чаддаг төхөөрөмж худалдан авахыг илүүд үздэг. Зайг тооцоолох алдаа нь оптикийн төрөл болон төхөөрөмжөөс хамаарна. Тиймээс илүү үнэтэй тоног төхөөрөмж нь тооцоолсон зайг хэмжихэд алдаа багатай байдаг.

Лазер зай хэмжигчний чухал хүчин зүйл бол усны эсэргүүцэл юм. Эцсийн эцэст, агнуурын үйл явц нь цаг агаарын ямар ч нөхцөлд явагддаг тул энэ параметр нь маш чухал юм. Усны эсэргүүцэл нь зөвхөн оптикийг төдийгүй батерейг эвдрэлээс хамгаалах болно. Суурилуулсан баллистик тооцоолуур бүхий энэ зориулалттай төхөөрөмжүүд маш их алдартай болж байна. Тэд ялангуяа агнахад тохиромжтой: та зорилтот зайг яг таг мэддэг. Тиймээс чухал зайд буудахдаа зай хэмжигч ашиглах шаардлагатай.

Алсын зай хэмжигчээр ан хийх

Баавгай агнуур: Онилсон, аюулгүй буудлагын хүрээ нь 50-150 метр юм.

Varminting - өвлийн үнэг агнах, зөвхөн холоос буудах.

Хандгай, бор гөрөөс агнахдаа баллистик тооны машинтай зай хэмжигч ашиглах нь зүйтэй.

Уулархаг газар агнахад "протектор" сонголтыг хийх нь зүйтэй.

Аль төхөөрөмжийг худалдаж авах нь түүний ирээдүйн эзэмшигчээс хамаарна. Эцсийн эцэст тэр төхөөрөмжид ямар үүрэг даалгавар өгөхийг мэддэг. Зах зээлийн тэргүүлэгчид нь оптик хэрэгслийн найдвартай, өндөр чанартай үйлдвэрлэгч гэдгээрээ эртнээс нотлогдсон дэлхийн компаниуд юм.

Оптик зай хэмжигч нь объект хүртэлх зайг хэмжихэд ашигладаг оптик төхөөрөмж юм. Үйл ажиллагааны зарчимд үндэслэн зай хэмжигчийг геометрийн болон физик гэсэн хоёр үндсэн бүлэгт хуваадаг. Эхний бүлэг нь геометрийн зай хэмжигчээс бүрдэнэ. Энэ төрлийн зай хэмжигчээр зайг хэмжих нь h өндрийг тодорхойлоход суурилдаг ABC (диаграм 10) жишээ нь, мэдэгдэж байгаа тал дагуу AB = I (суурь) болон эсрэг хурц өнцөг.. Хэмжигдэхүүнүүдийн нэг нь I эсвэл. нь ихэвчлэн тогтмол, нөгөө нь хувьсагч (хэмжих боломжтой) юм. Энэ шинж чанарт үндэслэн тогтмол өнцөгтэй алсын зай хэмжигч ба тогтмол суурьтай зай хэмжигчийг ялгадаг. Тогтмол өнцгийн зай хэмжигч нь харах талбарт хоёр зэрэгцээ утастай телескоп бөгөөд суурь нь ижил зайд хуваагдсан зөөврийн ажилтан юм. Холын зай хэмжигчээр хэмжсэн суурь хүртэлх зай нь утаснуудын хоорондох телескопоор харагдахуйц ажилтнуудын хуваагдлын тоотой пропорциональ байна. Геодезийн олон багаж (теодолит, түвшин гэх мэт) энэ зарчмаар ажилладаг. Судасны зай хэмжигчний харьцангуй алдаа нь 0.3-1% байна. Тогтмол суурьтай илүү нарийн төвөгтэй оптик алсын зай хэмжигч нь янз бүрийн оптик зай хэмжигч системээр дамжсан цацрагаар бүтээгдсэн объектын зургийг нэгтгэх зарчим дээр суурилдаг. Тохируулга нь оптик системийн аль нэгэнд байрлах оптик компенсаторыг ашиглан хийгддэг бөгөөд хэмжилтийн үр дүнг тусгай масштабаар уншдаг. 3-10 см-ийн суурьтай монокуляр зай хэмжигчийг гэрэл зургийн зай хэмжигч болгон өргөн ашигладаг. Тогтмол суурьтай оптик зай хэмжигчдийн алдаа нь хэмжсэн зайны 0.1% -иас бага байна. 10. Геометрийн төрлийн зай хэмжигчний ажиллах зарчим AB - суурь, h - хэмжсэн зай Фазын аргаар модулятор (цахилгаан оптик болорын нөлөөн дор параметрээ өөрчилдөг) ашиглан синусоидын хуулийн дагуу цацрагийг модуляцуулдаг. цахилгаан дохио). Ойсон цацраг нь фотодетектор руу орж, модуляцын дохио гардаг. Объект хүртэлх зайнаас хамааран ойсон дохионы фаз нь модулятор дахь дохионы фазтай харьцуулахад өөрчлөгддөг. Фазын зөрүүг хэмжих замаар объект хүртэлх зайг хэмждэг.

Хүрээг хэмжих хамгийн түгээмэл иргэний цахилгаан оптик төхөөрөмж бол зөөврийн лазерын зай хэмжигч бөгөөд тэдгээрийн тусламжтайгаар та шууд харагдах шугаманд байгаа газар дээрх аливаа объект хүртэлх зайг нэг метрийн алдаатай хэмжиж болно. Зайг тодорхойлох хамгийн дээд хязгаар нь загвар бүрийн хувьд хувь хүн бөгөөд ихэвчлэн хэдэн зуугаас нэг хагас мянган метр хүртэл байдаг бөгөөд объектын төрлөөс ихээхэн хамаардаг. Өндөр тусгалтай том объект хүртэл, хамгийн муу нь лазерын цацрагийг эрчимтэй шингээдэг жижиг объект хүртэл хүрээг хэмжих нь хамгийн сайн арга юм. Лазер зай хэмжигчийг 2-7 дахин томруулдаг дуран эсвэл дуран хэлбэрээр хийж болно. Зарим үйлдвэрлэгчид алсын зай хэмжигчийг бууны дуран гэх мэт бусад оптик төхөөрөмжид нэгтгэдэг. Алсын зай хэмжигчийг харах талбарт объекттой зэрэгцсэн тусгай тэмдэг байдаг бөгөөд үүний дараа хүрээг ихэвчлэн товчлуур дээр дарж хэмждэг. Хэмжилтийн үр дүн нь төхөөрөмжийн их бие дээр байрлах заагч самбар дээр эсвэл нүдний шилний хэсэгт тусгагдсан байдаг бөгөөд энэ нь зай хэмжигчээс нүдээ салгалгүйгээр хүрээний талаарх мэдээллийг авах боломжийг олгодог. Олон загварууд хэмжилтийн үр дүнг янз бүрийн хэмжигдэхүүнээр (метр, фут, ярд) харуулах боломжтой.

Газар дээрх байгалийн зайг нарийн хэмжих асуудал, геодези, барилга, цэргийн салбарт зөвхөн хөнгөн зөөврийн лазерын зай хэмжигч гарч ирснээр шийдэгджээ. Микропроцессорын технологийг хөгжүүлснээр лазер төхөөрөмжүүд нь зөвхөн хэмжих төдийгүй шууд бус хэмжилтээс зайг тооцоолох боломжтой болсон. Лазер зай хэмжигчийг хөгжүүлж, хэрэгжүүлснээр холын зайг хэмжих технологид жижиг хувьсгал гарсан.

Лазер зай хэмжигч хэрхэн хэмждэг вэ?

1. Төхөөрөмжөөс хэмжиж буй цэг хүртэл, буцах зайд гэрлийн импульс шаардагдах хугацааг хэмжих. Лазер импульстэй синхрон ажиллуулсан дотоод таймерын дагуу микропроцессор нь объект хүртэлх зайг тооцоолдог;
2. Ирж буй туссан лазерын цацрагийн үе шатыг унших. Энэ тохиолдолд хүрээ хэмжигчээс гарах үед цацрагийг 100 МГц хүртэл давтамжтайгаар модуляцлах бөгөөд 99.9% магадлалтай объектоос туссан дохио нь эхнийхээс өөр фазын шинж чанартай байх болно. Замын зайг цацрагийн эхний ба эцсийн мушгих өнцгийн хоорондох зөрүүгээр тооцоолно.

Мэдээллийн хувьд!

Практикт эдгээр хоёр аргыг ихэвчлэн нэгэн зэрэг ашигладаг тул лазерын зай хэмжигч нь хэмжилтийн гурван зарчимтай байдаг гэж заримдаа хэлдэг. Фазын арга нь хамгийн өндөр нарийвчлалтай боловч хамгийн ихдээ арван метрийн зайг хэмжихэд ашиглагддаг. Хэдхэн миллиметрийн нарийвчлалтай зайг тооцоолохын тулд зай хэмжигч нь объектын гадаргуу дээрх лазерын цацрагийн цэгийг бүрэн "харах" ёстой. Дунд зэргийн болонхол зайд

Пульс-фазын аргыг ашигладаг бөгөөд хол зайд импульсийн аргыг голчлон ашигладаг.

Цэлмэг, гэхдээ нарлаг биш цаг агаарт мэргэжлийн чанартай барилгын болон геодезийн зай хэмжигч нь 250 м хүртэлх зайд тогтвортой ажилладаг бөгөөд өглөөний манантай, бага зэргийн манантай, бороотой үед лазер туяа тархдаг тул ажлын төхөөрөмж тодорхой алдаа гаргадаг.

Практик зай хэмжигч хэмжилт Талбайн зай хэмжигч хэрхэн ажилладаг вэ? Тодорхой цэг хүртэлх зайг хэмжихийн тулд та төхөөрөмжийг найдвартай бэхлэх хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр tripod эсвэл бүх нийтийн бэхэлгээг ашиглана. Ялгаруулагчийг зайг хэмжих гадаргуугийн чиглэлд чиглүүлж, хэмжилтийн горимыг эхлүүлж, төхөөрөмж хэд хэдэн лазер импульс гаргаж, зайг тооцоолох хүртэл тодорхой цагийг хүлээнэ. Асаалттайбарилгын талбай

Хананы хоорондох зайг хэмжихийн тулд зай хэмжигчийг зүгээр л хайрцаг эсвэл бетонон шалан дээр байрлуулна. Хэмжилтийн чанар, нарийвчлал нь лазерын туяа унах гадаргуу хэр үр дүнтэй тусахаас ихээхэн хамаардаг. Ихэнхдээ бай гэж нэрлэгддэг зүйлийг барзгар, зэвэрсэн, сул, задгай гадаргуу дээр суурилуулдаг.хуванцар элемент

тохируулсан альбедотой.

Лазерын цацрагийг ашиглан зайг хэмжих орчин үеийн төхөөрөмжийг харьцангуй хүчирхэг хатуу төлөвт буюу хагас дамжуулагч лазер ашиглан үйлдвэрлэдэг. Иргэний зориулалтаар зөвхөн хагас дамжуулагч ялгаруулагчийг ашигладаг. Үйлдвэрийн болон гэр ахуйн зайны хэмжилтийн хувьд лазерын зай хэмжигч нь хэд хэдэн орон сууцны загвар, хэмжилтийн системд байдаг.

1. Барилга ба хяналтын төхөөрөмжүүдхэлбэрээр хийсэн электрон нэгж, товчлууртай гар утаснаас арай том. Ихэвчлэн орон сууц нь ус, тоос нэвтэрдэггүй хайрцагт битүүмжлэгдсэн байдаг бөгөөд энэ нь талбай болон барилгын талбай дээр ашиглахад ихээхэн хялбар болгодог;
2. Өндөр нарийвчлалтай зай хэмжигчийг гар видео камер эсвэл түвшний хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг. Боловсруулах нэгж ба фотодетектороос гадна төхөөрөмж нь видео хайгчаар тоноглогдсон бөгөөд энэ нь хэмжилтийн объект руу ялгаруулагчийг чиглүүлэхэд ихээхэн хялбар болгодог;
3. Суурилуулсан лазерын зай хэмжигчийг геодезийн тоног төхөөрөмж, ан агнуурын дуран, цэргийн үзмэр, видео сканнер зэрэг нарийвчлалтай зайг хэмжих шаардлагатай аливаа оптик төхөөрөмжид ашигладаг.

Мэдээллийн хувьд!

Ихэнхдээ иргэний лазерын зай хэмжигчийг цэргийн загварт үндэслэн зохиомлоор бага нарийвчлалтай, хэмжилтийн хүрээтэй үйлдвэрлэдэг.

Иргэний төхөөрөмжүүдийн дотроос тус улсад хамгийн алдартай нь Германы Leica, Bosch компаниудын бүтээгдэхүүн, Оросын Кондтрол, Хятадын Sndway юм. Эдгээр компанийн бүтээгдэхүүн дотоодын зах зээл дээрх нийт борлуулалтын 75 хувийг бүрдүүлдэг.

Герман чанарын лазерын зай хэмжигч Өнөөдөр Leica оптик ба камерууд нь өндөр чанарын оптик, нарийн механикийн жишээ гэдгээрээ алдартай. Үл хамаарах зүйл бишлазерын зай илрүүлэгч

Лейка. Жишээ нь Leica Disto D210 юм. Компакт, хэмжээгар утас , "Leica Disto D210". тоос, манан, хур тунадас зэрэг хөндлөнгийн оролцоо байхгүй үед хэмжилт хийхэд зориулагдсан. Үйлдвэрлэгч нь Leica лазерын зай хэмжигчийг барилгын ажил дууссан газар дотор ашиглахыг зөвлөж байна. "Leica Disto D210" загвар. гаднах хамгаалалтын бүрхүүлээр тоноглогдсон тул үйл ажиллагааны хязгаарлалт нь үндсэндээ температурын хязгаарт хамаарна - 0 o-аас +40 o хүртэл. Atбага температур

Leica Disto D210-ийн хэмжээс. 11.1х4.3 см хэмжээтэй, 2.3 см хэмжээтэй хайрцагны хэмжээсүүд нь ихэвчлэн Leica лазерын зай хэмжигчийг барьж, гар дээрх командуудыг нэг гарын хуруугаар гүйцэтгэх боломжийг олгодог.

Leica Disto D210 загвар. нэг ба хагас миллиметрийн нарийвчлалтай 60 м-ийн хэмжилтийн мужид зориулагдсан. Энэхүү төхөөрөмж нь хамгийн сүүлийн үеийн хэмжилтийн 10 утгыг санах ойд хадгалах, хянах үйлдлийг гүйцэтгэх, сегментийг тэмдэглэх, шууд бус хэмжилтээс зайг тооцоолох, энгийн планиметрийн томъёог ашиглах боломжийг олгодог. Өнөөдөр ийм Leica нь дор хаяж 200 долларын үнэтэй бөгөөд энэ нь Хятадаас 3-4 дахин үнэтэй юм. Ижил ажиллагаатай "Bosch PLR 50C" лазерын зай хэмжигч нь 20% хямд боловч практик хэрэглээний үр дүнгийн талаархи ихэнх хэрэглэгчдийн тойм нь Лейкагийн өндөр нэр хүндийг дахин баталж байна.

Орос, Хятадын лазерын зай хэмжигч

Өнөөдөр зах зээл нь алдартай брэндүүдийн харьцангуй хямд хятад аналогиар дүүрэн байдаг. Санал болгож буй төрөл зүйлээс ялангуяа Sndway компанийн бүтээгдэхүүнийг илүү нарийвчлан авч үзэх нь зүйтэй юм. Юуны өмнө, Хятадын онлайн дэлгүүрүүд дэх хамгийн боломжийн Sndway SWT40 загваруудын үнэ 25 доллараас давж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд Оросын зах зээл дээр та үүнийг 2500-2700 рубльд худалдаж авах боломжтой.

"Sndway SWT40" загварыг төсөвт эсвэл гэрийн хувилбар гэж нэрлэж болно, гэхдээ үйлдвэрлэгч нь цацрагийн цэгийг хамгийн их барих хүрээг 40 м хүртэл хязгаарласан тул хэмжилтийн нарийвчлал нь 2 мм бөгөөд энэ нь хангалттай юм ахуйн зориулалттай. Цахилгаан хангамж нь 600-700 хэмжилт хийхэд хангалттай бөгөөд 800 циклийг үйлдвэрлэгчээс зарласан. Үүнийг тусад нь тэмдэглэх нь зүйтэй өндөр чанартайбиеийн угсралт, энэ нь өөрөө ярьдаг өндөр соёлүйлдвэрлэл.

Лазерын тусламжтайгаар лазерын импульсийн "нислэг" цагийг лазераас тусгах объект руу болон буцах хугацааг шууд хэмжих замаар зайг хэмждэг гэсэн үзэл бодол ихэвчлэн гардаг. Үнэн хэрэгтээ энэ аргыг (импульс эсвэл нислэгийн цаг, TOF гэж нэрлэдэг) ихэвчлэн хүссэн объект хүртэлх зай нь нэлээд том (>100 м) тохиолдолд ашиглагддаг. Гэрлийн хурд маш өндөр тул нэг лазер импульсээр гэрлийн нислэгийн цаг, тиймээс зайг нарийн хэмжих нь нэлээд хэцүү байдаг. Гэрэл 1 метрийг ойролцоогоор 3.3 нс-ээр дамжуулдаг тул цаг хэмжилтийн нарийвчлал нь наносекунд байх ёстой, гэхдээ зайг хэмжих нарийвчлал нь хэдэн арван сантиметр хэвээр байх болно. Цагийн интервалыг ийм нарийвчлалтайгаар хэмжихийн тулд FPGA болон тусгай микро схемийг ашигладаг.

Гэсэн хэдий ч зайг өөрчлөх өөр лазер аргууд байдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь үе шат юм. Энэ аргын хувьд өмнөхөөсөө ялгаатай нь лазер байнга ажилладаг боловч түүний цацраг нь тодорхой давтамжийн дохиогоор (ихэвчлэн 500 МГц-ээс бага давтамжтай) далайцаар зохицуулагддаг. Лазерын долгионы урт өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна (ихэвчлэн 500 - 1100 нм лазерыг сонгодог).
Объектоос туссан цацрагийг фотодетектор хүлээн авдаг бөгөөд түүний үе шатыг лавлах дохионы үе шаттай харьцуулдаг - лазераас. Долгионы тархалтын саатал байгаа нь фазын шилжилтийг бий болгодог бөгөөд үүнийг хүрээ илрүүлэгчээр хэмждэг.
Холын зайг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Энд c нь гэрлийн хурд, f нь лазерын модуляцийн давтамж, phi нь фазын шилжилт юм.

Энэ томьёо нь тухайн объект хүртэлх зай нь модуляцлах дохионы долгионы уртын хагасаас бага буюу c/2f-тэй тэнцүү байвал хүчинтэй.
Хэрэв модуляцын давтамж 10 МГц бол хэмжсэн зай нь 15 метр хүртэл хүрч болох бөгөөд зай 0-ээс 15 метр хүртэл өөрчлөгдөхөд фазын зөрүү 0-ээс 360 градус хүртэл өөрчлөгдөнө. Энэ тохиолдолд фазын шилжилтийн 1 градусын өөрчлөлт нь объектын ойролцоогоор 4 см-ийн хөдөлгөөнтэй тохирч байна.
Энэ зайг хэтрүүлсэн тохиолдолд хоёрдмол байдал үүсдэг - хэмжсэн зайд хэдэн долгионы үе багтахыг тодорхойлох боломжгүй юм. Тодорхой бус байдлыг арилгахын тулд лазер модуляцын давтамжийг сольж, дараа нь үүссэн тэгшитгэлийн системийг шийддэг.

Хамгийн энгийн тохиолдол бол хоёр давтамжийг ашиглах явдал бөгөөд бага давтамжтайгаар тэд объект хүртэлх зайг ойролцоогоор тодорхойлдог (гэхдээ хамгийн их зай нь хязгаарлагдмал хэвээр байна), өндөр давтамжтайгаар зайг шаардлагатай нарийвчлалтайгаар тодорхойлдог - ижил хэмжилтийн нарийвчлалтайгаар фазын шилжилт, өндөр давтамжийг ашиглах үед зайг хэмжих нарийвчлал нь мэдэгдэхүйц өндөр байх болно.

Учир нь тэд харьцангуй оршин байдаг энгийн аргуудфазын шилжилтийг өндөр нарийвчлалтай хэмжиж, дараа нь ийм зай хэмжигч дэх зайны хэмжилтийн нарийвчлал 0.5 мм хүртэл хүрч болно. Энэ нь хэмжилтийн өндөр нарийвчлал шаарддаг зай хэмжигчдэд ашиглагддаг фазын зарчим юм - геодезийн зай хэмжигч, лазер рулет, робот дээр суурилуулсан сканнерийн зай хэмжигч.

Гэсэн хэдий ч энэ арга нь бас сул талуудтай - тасралтгүй ажилладаг лазерын цацрагийн хүч нь импульсийн лазераас мэдэгдэхүйц бага байдаг нь фазын хүрээ хэмжигчийг ашиглахад хол зайг хэмжих боломжийг олгодоггүй. Үүнээс гадна үе шатыг шаардлагатай нарийвчлалтайгаар хэмжих нь тодорхой цаг хугацаа шаардагдах бөгөөд энэ нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг хязгаарладаг.

Ийм зай хэмжигч дэх хамгийн чухал үйл явц бол зайны хэмжилтийн нарийвчлалыг тодорхойлдог дохионы фазын зөрүүг хэмжих явдал юм. Байдаг янз бүрийн арга замууданалог ба дижитал фазын ялгааны хэмжилт. Аналог нь илүү энгийн, дижитал нь илүү нарийвчлалтай байдаг. Үүний зэрэгцээ дижитал аргуудыг ашиглан өндөр давтамжийн дохионы фазын зөрүүг хэмжих нь илүү хэцүү байдаг - дохионы хоорондох хугацааны саатлыг наносекундээр хэмждэг (энэ саатал нь импульсийн хүрээ илрүүлэгчтэй адил тохиолддог).

Даалгаврыг хялбарчлахын тулд гетеродин дохионы хувиргалтыг ашигладаг - фотодетектор ба лазерын дохиог ижил төстэй давтамжийн дохиогоор тусад нь хольж, нэмэлт генератор - орон нутгийн осциллятор үүсгэдэг. Модуляцийн дохио ба орон нутгийн осцилляторын давтамж нь килогерц эсвэл мегагерц нэгжээр ялгаатай байдаг. Ялгаатай давтамжийн дохиог хүлээн авсан дохионоос бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр ашиглан тусгаарладаг. Энэ хувиргалтанд дохионы хоорондох фазын ялгаа өөрчлөгддөггүй. Үүний дараа хүлээн авсан бага давтамжийн дохионы фазын зөрүүг дижитал аргаар хэмжих нь илүү хялбар байдаг - та бага хурдтай ADC ашиглан дохиог хялбархан дижитал хэлбэрт оруулах эсвэл дохионы хоорондох саатлыг хэмжих боломжтой (давтамж буурах тусам нэмэгддэг). мэдэгдэхүйц) тоолуур ашиглан. Хоёр аргыг микроконтроллер дээр хэрэгжүүлэхэд хялбар байдаг.

Фазын ялгааг хэмжих өөр нэг арга бий - дижитал синхрон илрүүлэх. Хэрэв модуляцлах дохионы давтамж тийм ч өндөр биш (15 МГц-ээс бага) бол лазер модуляцын дохиотой синхрончлогдсон өндөр хурдны ADC-ээр ийм дохиог дижитал болгож болно. Котельниковын теоремоос үзэхэд түүврийн давтамж нь лазерын модуляцын давтамжаас хоёр дахин их байх ёстой. Гэсэн хэдий ч энэ нь дижитал хэлбэрт шилжсэн тул нарийн зурвасын дохио(модуляцийн давтамжаас бусад тохиолдолд ADC оролтод өөр дохио байхгүй), дараа нь та дэд дээж авах аргыг ашиглаж болно, үүний ачаар ADC дээж авах давтамжийг хэд хэдэн мегагерц хүртэл бууруулж болно. Алсын зай хэмжигчний аналог хэсгийг хялбаршуулсан нь тодорхой байна.

ОХУ-ын Боловсрол, шинжлэх ухааны яам

Холбооны улсын төсвийн боловсролын

Мэргэжлийн дээд боловсролын байгууллага

"Тула улсын их сургууль"

Автомат удирдлагын системийн факультет

Хяналтын төхөөрөмжүүдийн хэлтэс

Хяналт - курсын ажилсахилга батаар

“Багаж хэрэгсэл бүтээх физик, онолын үндэс ба

удирдлага ба навигацийн систем"

"Лазер зай хэмжигч" сэдвээр

Гүйцэтгэсэн: оюутан гр. 130801

Волынкин П.Н.

Шалгасан: Лихошерст В.В.

Танилцуулга………………………………………………………………………3 хуудас

1. Лазер зай хэмжигчний давуу тал………………..……………………..4 хуудас

2. Дизайн ба үйл ажиллагааны зарчим……………………………………….. 5 хуудас

4. Лазер зай илрүүлэгчийн жишээ………………………………………….6 хуудас

5. Хөгжлийн түүх................................................. ..... ................................................7 хуудас

Дүгнэлт.................................................. ................................................... ...... ....9 хуудас

Танилцуулга

Лазер зай хэмжигч нь лазер туяа ашиглан зайг хэмжих төхөөрөмж юм.

Инженерийн геодези, байр зүйн судалгаа, цэргийн хэрэг, навигаци, одон орон судлалын судалгаа, гэрэл зурагт өргөн хэрэглэгддэг. Орчин үеийн лазерын зай хэмжигч нь ихэнх тохиолдолд авсаархан бөгөөд сонирхолтой объект хүртэлх зайг хамгийн богино хугацаанд, маш нарийвчлалтайгаар тодорхойлох боломжийг олгодог.

Лазерын зай хэмжигч нь үйл ажиллагааны зарчмаар ялгаатай: импульс ба үе шат.

Импульсийн лазерын зай хэмжигч нь импульсийн лазер ба цацрагийн мэдрэгчээс бүрдэх төхөөрөмж юм. Цацраг цацруулагч руу болон буцаж ирэхэд шаардагдах хугацааг хэмжиж, гэрлийн хурдыг мэдсэнээр лазер болон тусгах объектын хоорондох зайг тооцоолж болно.

Фазын лазерын зай хэмжигч нь үйл ажиллагааны зарчим нь илгээсэн болон туссан дохионы үе шатуудыг харьцуулах аргад суурилдаг зай хэмжигч юм. Фазын зай хэмжигч нь импульсийн зай хэмжигчтэй харьцуулахад хэмжилтийн нарийвчлал өндөртэй байдаг. Мөн фазын зай хэмжигчийг үйлдвэрлэхэд хямд байдаг. Энэ бол өдөр тутмын амьдралд өргөн тархсан фазын зай хэмжигч юм.

Лазер зай хэмжигчний давуу тал

Нэгдүгээрт, та зөвхөн зайг хэмжиж болно, та зүгээр л төхөөрөмжийг зорилтот хэсэгт чиглүүлж, товчлуурыг дарах хэрэгтэй. Энэхүү хөнгөн, авсаархан багаж нь хэрэглэхэд хялбар бөгөөд тохиромжтой бөгөөд объектын зөвхөн урт төдийгүй өргөн, өндрийг нарийн хэмжих, эзлэхүүн, талбайг тооцоолох, мөн арифметик тооцоолол хийх боломжийг олгодог. Үүний зэрэгцээ лазерын зай хэмжигч нь хэмжилтийн үр дүнг санах ойд хадгалах боломжийг олгодог.

Нэмж дурдахад, уламжлалт ган эсвэл даавууны соронзон хальснаас ялгаатай нь лазерын зай хэмжигч нь цаг хугацааны явцад элэгддэггүй - та зөвхөн батерейгаа цаг тухайд нь солих хэрэгтэй. Мэдээжийн хэрэг, лазерын зай хэмжигчдийн маргаангүй давуу тал нь хэмжилтийн өндөр нарийвчлал, хурд, ажиллахад хялбар, найдвартай хамгаалалттоос, чийгээс. Хэрэв та зай хэмжигчийг шаварт унагавал урсгал усаар хурдан, болгоомжтой зайлж, ажлаа үргэлжлүүлээрэй. Лазер соронзон хэмжүүрийн зарим загвар нь инклинометрээр тоноглогдсон бөгөөд энэ нь объектын өндрийг нэг алхамаар хэмжих боломжийг олгодог - өөрөөр хэлбэл гипотенуз ба өнцгийг хэмжиж, өндрийг автоматаар тооцдог.

Дизайн ба үйл ажиллагааны зарчим

Импульсийн хэлбэлзлийн арга нь дараахь харьцааг ашигладаг.

Энд L нь объект хүртэлх зай,

C - цацрагийн тархалтын хурд;

T нь импульс бай руу болон буцаж очиход шаардагдах хугацаа юм.

Энэ хамаарлыг авч үзвэл мужийг хэмжих боломжит нарийвчлал нь энергийн импульс тухайн объект руу болон буцаж ирэхэд шаардагдах хугацааг хэмжих нарийвчлалаар тодорхойлогддог болохыг харуулж байна. Импульс богино байх тусмаа сайн гэдэг нь ойлгомжтой.

Алсын зай хэмжигч ба байны хоорондох зайг тодорхойлох ажил нь датчикийн дохио ба зорилтот цэгээс тусгагдсан дохионы хоорондох тохирох хугацааны интервалыг хэмжихэд чиглэгддэг. Лазерын цацрагийн модуляцын төрлөөс хамааран хүрээг хэмжих гурван арга байдаг: импульс, фаз эсвэл импульсийн үе шат.

Импульсийн хэмжилтийн аргын мөн чанар нь объект руу шалгах импульс илгээгддэг бөгөөд энэ нь мөн хүрээ илрүүлэгч дэх цаг тоологчийг эхлүүлдэг. Объектоос ойсон импульс зай хэмжигч рүү хүрэхэд тоолуурыг зогсооно. Хугацааны интервал (туссан импульсийн саатал) дээр үндэслэн объект хүртэлх зайг тодорхойлно.

Фазын хэлбэлзлийн аргын тусламжтайгаар лазерын цацрагийг синусоид хуулийн дагуу модулятор (цахилгаан дохионы нөлөөн дор параметрээ өөрчилдөг цахилгаан оптик болор) ашиглан зохицуулдаг. Ихэвчлэн 10...150 МГц (хэмжих давтамж) давтамжтай синусоид дохиог ашигладаг. Ойсон цацраг нь хүлээн авагчийн оптик ба фотодетектор руу орж, модуляцлах дохио гардаг. Объект хүртэлх зайнаас хамааран ойсон дохионы фаз нь модулятор дахь дохионы фазтай харьцуулахад өөрчлөгддөг. Фазын зөрүүг хэмжих замаар объект хүртэлх зайг тодорхойлно.