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‘红外月刊年
红外测距仪的原理及其应用
.应用后通过运算和显示系统直接给出所测的距离值。由于受到
按载波的不同,电磁波测距仪分为光电测距仪和微波机内光学和电子线路附加相移△的影响,事实上对测线
测距仪;在光电测距仪中,又按光源的不同,分为激光测上往返的光波所测得的结果,既包含了距离上的相位
距仪和红外测距仪。光电测距仪是以光波运载测距信号测差,又有机内附加相移的部分,即△外。
量两点间距离的一种测距方法。与传统的用钢尺测量距离
的方法相比较,光电测距具有精度高、灵活机动、作业迅活动棱镜
速及受地形影响小等特点。光电测距技术自上世纪年
代以来得到了迅速的发展,特别是采用半导体红外光源的⋯
红外光电测距仪以下简称红外测距仪, 已成为城市及
各种工程中常用的测量工具。
上
.构造千⋯
红外测距仪主要由调制光发射单元、接收单元、测相
单元、计数显示单元、逻辑控制单元和电源变换器等部分组
成,图所示为其组成框图。其光源通常为砷化镓光阕卜。
半导体发光二极管见图。当有相当大的电流正向通过
二极管的—结时, —结里就会发射出波长为
. 一. 的近红外光,这是由于在掺杂的
半导体中电子一空穴复合时,过剩的能量以光子形式放出
而产生的。而且所射出的光强会随着注入电流的变化而变
化。因此将它作为测距仪的光源,便可以通过改变馈电电
流的大小对射出的光强直接进行幅度调制,即这种半导体
发光器件兼有“辐射”一“调制”双重功能。
用于接收调制光的红外光电探测转换器件通常为硅光
敏二极管或雪崩式光敏二极管,这些器件具有“光电压效
应”。当外来光照射到它的—结上时,由于光电能量转
图
换的效应能在两极产生一个电位差,其大小会随入
射光的强弱而变化,从而起到“退调制”的作用。
.原理
在图中,由主控振荡器即主振产生的调制信号
频率,经放大后加到发光管,经电流调制出射红
外调制光,从发射光学系统出射射向镜站的反光镜;经反
射后,回光被接收光学系统所接收,到达硅光敏二极管;
经过光电转换,得到高频的测距信号。外光
为了提高相位测量的精度和仪器的稳定性,机内又设结
置了本机振荡器本振,其频率为, ,士,△△为几个
千赫的中频。利用差频原理将高频测距信号与本振信号
同时输入到混频,获得中频△的测距信号。但它保
留着在测线上往返所形成的相位差△≯。与此同时,在混图
频中,本振与主振信号不经测线直接在机内会合,从而
为了除去附加相移△的影响,测距仪中又设置了
可以得到用于比相的中频基准信号参考信号。两者经
“内光路”,藉活动棱镜和光导管,能使调制光直接进
过选频放大和整形后输入到检相器比相,得到相位差。最
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上接第页主要的。测程系指仪器满足设计精度要求所能测得的最远
入接收系统而不向外出射。显然,取“内”、“外”两路的相距离,它与大气通视条件和所用反光棱镜块数有关。红外
位差之差,就能获得所需的相位差及所测的距离。测距仪的测程一般为. 一,最远的达到一
所以在一台红外测距仪中,不仅有“精”、“粗”频率的交。精度系指仪器的测距精度,是指一测回的中误差。
替如果仪器设置两个以上的调制频率,而且当每个频“一