Analisis prinsip monitor suhu dan kelembaban 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 laser bolak-balik. 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 titik buta pengintai jenis ini umumnya sekitar 15 meter.
Jangkauan laser adalah metode pengukuran jarak dalam jangkauan gelombang optik. 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 rumusnya:
D - Ukur jarak antara dua titik di stasiun A dan B;
C - Kecepatan rambat cahaya di atmosfer;
T=Waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat bolak-balik antara A dan B.
Terlihat dari persamaan di atas, untuk mengukur jarak A dan B sebenarnya perlu mengukur waktu t rambat cahaya. Menurut metode pengukuran yang berbeda, pengukur jarak laser biasanya dapat dibagi menjadi dua bentuk pengukuran: tipe pulsa dan tipe fase.
Pengukur jarak laser tipe fase
Pengukur jarak laser fase adalah perangkat yang 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. Berdasarkan panjang gelombang cahaya termodulasi, jarak yang diwakili oleh penundaan fase ini kemudian dikonversi. Ukur waktu yang diperlukan cahaya untuk merambat bolak-balik melalui garis ukur dengan menggunakan metode tidak langsung.
Pengukur jarak laser fase umumnya digunakan dalam rentang presisi. Karena akurasinya yang tinggi, biasanya dalam kisaran 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 fase yang dihasilkan oleh perjalanan pulang pergi pada jarak D yang akan diukur adalah φ, Waktu t yang sesuai dapat dinyatakan sebagai:
T= φ/ω
Substitusikan hubungan ini ke dalam persamaan (3-6), jarak D 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 rumusnya:
φ-- Total penundaan fase yang dihasilkan oleh sinyal yang berjalan bolak-balik ke garis pengukuran.
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 ketika berjalan bolak-balik ke garis pengukuran.
Δ N - Bagian desimal gelombang modulasi yang terdapat dalam garis pengukuran 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 terdapat dalam garis pengukur dan pengukuran bagian pecahan kurang dari setengah panjang gelombang, yaitu mengukur N atau φ, Karena perkembangan teknologi pemesinan presisi modern dan teknologi pengukuran fase nirkabel φ Pengukuran telah mencapai akurasi yang tinggi.
Untuk mengukur sudut fasa kurang dari π φ, Pengukuran dapat dilakukan melalui berbagai metode, yang paling umum digunakan adalah pengukuran fasa tertunda dan pengukuran fasa digital. Saat ini, pengukur jarak laser jarak pendek semuanya 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 laser pulsa baru. Mereka tidak hanya berukuran kecil dan ringan, tetapi juga menggunakan teknologi perluasan dan subdivisi pulsa pengukuran fase digital, yang dapat mencapai akurasi tingkat milimeter tanpa memerlukan target kooperatif. 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.
