Prinsip Analisis Alat Pemantauan Suhu dan Kelembapan serta Alat Ukur Jarak
Pengukur jarak laser umumnya menggunakan dua metode untuk mengukur jarak: metode pulsa dan metode fase. Proses rentang pulsa adalah sebagai berikut: laser yang dipancarkan oleh pengintai dipantulkan oleh objek yang diukur dan kemudian diterima oleh pengintai, yang secara bersamaan mencatat waktu perjalanan pulang pergi laser. Setengah hasil kali kecepatan cahaya dan waktu perjalanan pulang pergi adalah jarak antara pengintai dan objek yang diukur. Keakuratan metode pulsa untuk mengukur jarak umumnya sekitar+/-1 meter. Selain itu, pengukuran blind zone pada rangefinder jenis ini umumnya berkisar 15 meter.
Jangkauan laser adalah metode pengukuran jarak dalam jangkauan gelombang cahaya. Jika waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat bolak-balik antara titik A dan B dengan kecepatan c di udara adalah t, maka jarak D antara titik A dan B dapat direpresentasikan sebagai berikut.
D=ct/2
Dalam persamaan:
D - jarak antara dua titik stasiun A dan B;
C - kecepatan rambat cahaya di atmosfer;
T=Waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat bolak-balik antara A dan B.
Dari persamaan di atas terlihat bahwa untuk mengukur jarak A dan B sebenarnya perlu mengukur waktu rambat cahaya t. Menurut metode pengukuran yang berbeda, pengukur jarak laser biasanya dapat dibagi menjadi dua bentuk pengukuran: tipe pulsa dan tipe fase.
Pengukur jarak laser fase
Pengukur jarak laser fase menggunakan frekuensi pita radio untuk memodulasi amplitudo sinar laser dan mengukur penundaan fase yang dihasilkan oleh cahaya termodulasi yang bergerak bolak-balik ke garis pengukuran. Kemudian, berdasarkan panjang gelombang cahaya termodulasi, jarak yang diwakili oleh penundaan fase ini diubah. Metode tidak langsung digunakan untuk menentukan waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat bolak-balik melalui garis ukur, seperti terlihat pada gambar.
Pengukur jarak laser fase umumnya digunakan dalam rentang presisi. Karena akurasinya yang tinggi, biasanya pada level milimeter, agar dapat memantulkan sinyal secara efektif dan membatasi target yang diukur pada titik tertentu yang sebanding dengan akurasi instrumen, pengintai jenis ini dilengkapi dengan reflektor yang disebut target kooperatif.
Jika frekuensi sudut modulasi adalah ω, maka penundaan fasa yang dihasilkan oleh perjalanan pulang pergi pada jarak D yang akan diukur adalah φ, Maka waktu yang sesuai t dapat dinyatakan sebagai:
T= φ/ω
Mensubstitusikan hubungan ini ke dalam jarak D persamaan (3-6) dapat dinyatakan sebagai
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
Dalam persamaan:
φ—— Total penundaan fase yang dihasilkan oleh sinyal yang berjalan bolak-balik ke saluran.
ω—— Frekuensi sudut sinyal termodulasi, ω= 2 π f.
U - Satuan panjang, nilai numerik sama dengan 1/4 panjang gelombang modulasi
N - Jumlah setengah panjang gelombang termodulasi yang termasuk dalam garis pengukuran.
Δφ—— Sinyal menghasilkan penundaan fase kurang dari π dalam satu putaran perjalanan ke garis pengukuran.
Δ N - Bagian pecahan gelombang modulasi yang terdapat dalam garis ukur yang kurang dari setengah panjang gelombang.
Δ N= φ/ω
Di bawah modulasi tertentu dan kondisi atmosfer standar, frekuensi c/(4 π f) adalah konstanta, dan pengukuran jarak menjadi pengukuran jumlah setengah panjang gelombang yang termasuk dalam garis ukur dan pengukuran bagian pecahan yang kurang dari setengah panjang gelombang , yaitu N atau φ, Karena perkembangan teknologi pemesinan presisi modern dan teknologi pengukuran fase radio φ Pengukuran telah mencapai akurasi yang tinggi.
Untuk mengukur sudut fasa kurang dari π φ, metode berbeda dapat digunakan untuk pengukuran, dan metode yang paling umum digunakan adalah pengukuran fasa tunda dan pengukuran fasa digital. Saat ini, pengukur jarak laser jarak pendek menggunakan prinsip pengukuran fase digital untuk mendapatkan φ.
Seperti disebutkan di atas, secara umum, pengukur jarak laser fase menggunakan sinar laser kontinu dengan sinyal termodulasi. Untuk mencapai akurasi jangkauan yang tinggi, target kooperatif perlu dikonfigurasi. Pengukur jarak laser genggam yang saat ini diluncurkan adalah jenis pengukur jarak baru lainnya di antara pengukur jarak laser pulsa, yang tidak hanya memiliki ukuran kecil dan ringan, tetapi juga menggunakan teknologi perluasan dan pembagian pulsa pengukuran fase digital, yang dapat mencapai akurasi tingkat milimeter tanpa memerlukan kerja sama. target, Rentang pengukuran telah melebihi 100m dan dapat dengan cepat dan akurat menampilkan jarak secara langsung. Ini adalah jenis instrumen standar pengukuran panjang terbaru dalam pengukuran teknik presisi jarak pendek dan pengukuran luas bangunan. Saat ini, pengukur jarak laser genggam seri DISTO dan pengukur jarak laser Trueyard yang diproduksi oleh Perusahaan Leica banyak digunakan.
