相位式光電測距儀各主要部件的工作原理
發(fā)布日期：2014-07-08
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由于 和 均為儀器設計值，因此根據計數器計取的 就可以計算測距信號 和參考信號 之間的相位差尾數 。而由 和測尺長(cháng)度 /2可以算出所測距離，因此每個(gè)時(shí)標脈沖就代表一定的距離值。例如設 =15MHz， =6kHz測尺長(cháng)為 /2=10m，則
即表示相應于10m的距離有2500個(gè)時(shí)標脈沖，因此每個(gè)時(shí)標脈沖代表4mm。根據計數器所計的時(shí)標脈沖數，經(jīng)過(guò)換算，就可以在顯示器上顯示出距離的數值。
為了減少測量過(guò)程中大氣抖動(dòng)和電路噪音等偶然誤差的影響，以提高測距精度，要求在測相電路中取幾百次到幾千次的相位測量的平均值作為測相的結果。為此在 門(mén)后面加第二個(gè)電子門(mén) （見(jiàn)圖4-14）， 門(mén)由一個(gè)方波電壓 控制相位測量的持續時(shí)間 。即在 時(shí)間內，由 門(mén)輸出的測相時(shí)標脈沖可以全部通過(guò) 門(mén)（輸出為 ），進(jìn)入計數器，在 時(shí)間內的測相次數為
由 門(mén)輸出的總測相脈沖數為 而
從上式可以看出，儀器設計時(shí)恰當地選定 與 之值，則根據計數器測得的時(shí)標總脈沖個(gè)數 就可以得到相位差 ，由 算得距離，因此計數器所計的總脈沖數 可以直接與所測距離相對應，最后在顯示器中顯示出距離值。
在相位式測距儀中，還設置了內光路（見(jiàn)圖4-16）。設測距信號先后經(jīng)內光路和外光路行程所遲后的相位差各為 和 ，則內、外光路測距信號 和 在相位器中分別與參考信號 的比相結果為
上式中， 是儀器內部電子路線(xiàn)在傳送信號過(guò)程中產(chǎn)生的附加相移。 隨儀器工作狀態(tài)而變化，是隨機相移。測距時(shí)，交替使用內、外光路進(jìn)行測相，在交替過(guò)程的短時(shí)間內，可以認為附加相移沒(méi)有變化，于是取內、外光路比相結果的差值作為測量結果，即
不難看出，以上結果 已經(jīng)消除了附加相移不穩定的影響，從而保證了測距的精度。
由以上所介紹的相位式光電測距儀的工作原理可以看出，當進(jìn)行一次測距時(shí)，既有精測尺和粗測尺頻率的變換，又有每個(gè)測尺頻率工作時(shí)的內、外光路的轉換，此外在自動(dòng)數字測相中，還有計數器清零、測相、運算銜接、顯示等步驟，以上有關(guān)的這些電路單元必須正確地按一定的程序有條不紊地進(jìn)行工作。因此在儀器中還必須設置邏輯控制電路及相應的伺服機構，以實(shí)現測距的自動(dòng)化。
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