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相位式光电测距仪各主要部件的工作原理

发布日期:2014-07-08 点击:2997
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    由于 和 均为仪器设计值,因此根据计数器计取的 就可以计算测距信号 和参考信号 之间的相位差尾数 。而由 和测尺长度 /2可以算出所测距离,因此每个时标脉冲就代表一定的距离值。例如设 =15MHz, =6kHz测尺长为 /2=10m,则
即表示相应于10m的距离有2500个时标脉冲,因此每个时标脉冲代表4mm。根据计数器所计的时标脉冲数,经过换算,就可以在显示器上显示出距离的数值。
    为了减少测量过程中大气抖动和电路噪音等偶然误差的影响,以提高测距精度,要求在测相电路中取几百次到几千次的相位测量的平均值作为测相的结果。为此在 门后面加第二个电子门 (见图4-14), 门由一个方波电压 控制相位测量的持续时间 。即在 时间内,由 门输出的测相时标脉冲可以全部通过 门(输出为 ),进入计数器,在 时间内的测相次数为
由 门输出的总测相脉冲数为 而
从上式可以看出,仪器设计时恰当地选定 与 之值,则根据计数器测得的时标总脉冲个数 就可以得到相位差 ,由 算得距离,因此计数器所计的总脉冲数 可以直接与所测距离相对应,最后在显示器中显示出距离值。
    在相位式测距仪中,还设置了内光路(见图4-16)。设测距信号先后经内光路和外光路行程所迟后的相位差各为 和 ,则内、外光路测距信号 和 在相位器中分别与参考信号 的比相结果为
上式中, 是仪器内部电子路线在传送信号过程中产生的附加相移。 随仪器工作状态而变化,是随机相移。测距时,交替使用内、外光路进行测相,在交替过程的短时间内,可以认为附加相移没有变化,于是取内、外光路比相结果的差值作为测量结果,即
不难看出,以上结果 已经消除了附加相移不稳定的影响,从而保证了测距的精度。
    由以上所介绍的相位式光电测距仪的工作原理可以看出,当进行一次测距时,既有精测尺和粗测尺频率的变换,又有每个测尺频率工作时的内、外光路的转换,此外在自动数字测相中,还有计数器清零、测相、运算衔接、显示等步骤,以上有关的这些电路单元必须正确地按一定的程序有条不紊地进行工作。因此在仪器中还必须设置逻辑控制电路及相应的伺服机构,以实现测距的自动化。
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