測距儀簡(jiǎn)介
2012-06-21
[3253]
測距儀
根據光學(xué)、聲學(xué)和電磁波學(xué)原理設計的，用于距離測量的儀器。
測距儀簡(jiǎn)介
測距儀是一種航跡推算儀器，用于測量目標距離，進(jìn)行航跡推算。測距儀的形式很多，通常是一個(gè)長(cháng)形圓筒，由物鏡、目鏡、測距轉鈕組成，用來(lái)測定目標距離。
測距儀分類(lèi)
測距儀從測距基本原理，可以分為以下三類(lèi)：
1. 激光測距儀
激光測距儀是利用激光對目標的距離進(jìn)行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時(shí)向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時(shí)器測定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計算出從觀(guān)測者到目標的距離。
激光測距儀是目前使用的測距儀，激光測距儀又可以分類(lèi)為手持式激光測距儀（測量距離0-300米），望遠鏡激光測距儀（測量距離500-3000米）。
2. 超聲波測距儀
超聲波測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來(lái)的特性進(jìn)行測量的。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射同時(shí)開(kāi)始計時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計時(shí)。 通過(guò)不斷檢測產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差T，然后求出距離L。
超聲波測距儀，由于超聲波受周?chē)h(huán)境影響較大，所以一般測量距離比較短，測量精度比較低。目前使用范圍不是很廣闊，但價(jià)格比較低，一般幾百元左右。
3.紅外測距儀
用調制的紅外光進(jìn)行精密測距的儀器，測程一般為1-5公里。利用的是紅外線(xiàn)傳播時(shí)的不擴散原理 ：因為紅外線(xiàn)在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小，所以長(cháng)距離的測距儀都會(huì )考慮紅外線(xiàn)，而紅外線(xiàn)的傳播是需要時(shí)間的，當紅外線(xiàn)從測距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來(lái)被測距儀接受到再根據紅外線(xiàn)從發(fā)出到被接受到的時(shí)間及紅外線(xiàn)的傳播速度就可以算出距離
紅外測距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。
測距儀原理
激光測距儀一般采用兩種方式來(lái)測量距離：脈沖法和相位法。脈沖法測距的過(guò)程是這樣的：測距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距儀接收，測距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此類(lèi)測距儀的測量盲區一般是15米左右。
激光測距是光波測距中的一種測距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A(yíng)、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。
D=ct/2
式中：
D——測站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離；
c——光在大氣中傳播的速度；
t——光往返A、B一次所需的時(shí)間。
由上式可知，要測量A、B距離實(shí)際上是要測量光傳播的時(shí)間t，根據測量時(shí)間方法的不同，激光測距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測量形式。
相位式激光測距儀
相位式激光測距儀是用無(wú)線(xiàn)電波段的頻率，對激光束進(jìn)行幅度調制并測定調制光往返測線(xiàn)一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據調制光的波長(cháng)，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經(jīng)往返測線(xiàn)所需的時(shí)間，如圖所示。
相位式激光測距儀一般應用在精密測距中。由于其精度高，一般為毫米級，為了有效的反射信號，并使測定的目標限制在與儀器精度相稱(chēng)的某一特定點(diǎn)上，對這種測距儀都配置了被稱(chēng)為合作目標的反射鏡。
若調制光角頻率為ω，在待測量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ，則對應時(shí)間t 可表示為：
t=φ/ω
將此關(guān)系代入（3-6）式距離D可表示為
D=1/2 ct=1/2 c•φ/ω=c/（4πf） （Nπ+Δφ）
=c/4f （N+ΔN）=U（N+）
式中：
φ——信號往返測線(xiàn)一次產(chǎn)生的總的相位延遲。
ω——調制信號的角頻率，ω=2πf。
U——單位長(cháng)度，數值等于1/4調制波長(cháng)
N——測線(xiàn)所包含調制半波長(cháng)個(gè)數。
Δφ——信號往返測線(xiàn)一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分。
ΔN——測線(xiàn)所包含調制波不足半波長(cháng)的小數部分。
ΔN=φ/ω
在給定調制和標準大氣條件下，頻率c/（4πf）是一個(gè)常數，此時(shí)距離的測量變成了測線(xiàn)所包含半波長(cháng)個(gè)數的測量和不足半波長(cháng)的小數部分的測量即測N或φ，由于近代精密機械加工技術(shù)和無(wú)線(xiàn)電測相技術(shù)的發(fā)展，已使φ的測量達到很高的精度。
為了測得不足π的相角φ，可以通過(guò)不同的方法來(lái)進(jìn)行測量，通常應用zui多的是延遲測相和數字測相，目前短程激光測距儀均采用數字測相原理來(lái)求得φ。
由上所述一般情況下相位式激光測距儀使用連續發(fā)射帶調制信號的激光束，為了獲得測距高精度還需配置合作目標，而目前推出的手持式激光測距儀是脈沖式激光測距儀中又一新型測距儀，它不僅體積小、重量輕，還采用數字測相脈沖展寬細分技術(shù)，無(wú)需合作目標即可達到毫米級精度，測程已經(jīng)超過(guò)100m，且能快速準確地直接顯示距離。是短程精度精密工程測量、房屋建筑面積測量中型的長(cháng)度計量標準器具?，F應用zui多的是leica公司生產(chǎn)的DISTO系列手持式激光測距儀和圖雅得Trueyard 激光測距望遠鏡等。
測距儀特點(diǎn)
◆遠距離測量，在無(wú)反光板和反射率低的情況下能測量較遠的距離；
◆有同步輸入端，可多個(gè)傳感器同步測量；
◆測量范圍廣，響應時(shí)間短；
◆外形設計緊湊，易于安裝，便于操作；
◆可測量各種物體距離（不需反射鏡）； ◆增加濾光鏡可測高溫被測體；
◆可見(jiàn)光容易對準被測體；
◆LDM42響應速度高達50Hz；
◆zui高測量精度3mm，分辨率0.1mm；
◆輸出：串行口RS232/RS422, 模擬輸出4～20mA , 模擬口和開(kāi)關(guān)值可軟件設置；
◆LDM43帶Profibus DP和SSI總線(xiàn)接口，容易融入工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)；
◆有外同步輸入；
測距儀應用領(lǐng)域
激光測距儀已經(jīng)被廣泛應用于以下領(lǐng)域：電力，水利，通訊，環(huán)境，建筑，地質(zhì)，警務(wù)，消防，爆破，航海，鐵路，反恐/軍事，農業(yè)，林業(yè)，房地產(chǎn)，休閑/戶(hù)外運動(dòng)等。
測距儀使用知識
為什么激光測距儀還有所謂“安全”和“不安全”的區別？
顧名思義，激光測距儀是用激光做為主要工作物質(zhì)來(lái)進(jìn)行工作的。目前，市場(chǎng)上的手持式激光測距儀的工作物質(zhì)主要有以下幾種：工作波長(cháng)為905納米和1540納米的半導體激光，工作波長(cháng)為1064納米的YAG激光。1064納米的波長(cháng)對人體皮膚和眼睛是害的，特別是如果眼睛不小心接觸到了1064納米波長(cháng)的激光，對眼睛的傷害可能將是性的。所以，在國外，手持激光測距儀中，*取締了1064納米的激光。在國內，某些廠(chǎng)家還有生產(chǎn)1064納米的激光測距儀。
對于905納米和1540納米的激光測距儀，我們就稱(chēng)之為“安全”的。對于1064納米的激光測距儀，由于它對人體具有潛在的危害性，所以我們就稱(chēng)之為“不安全”的。
激光測距儀，由于采用激光進(jìn)行距離測量，而脈沖激光束是能量非常集中的單色光源，所以在使用時(shí)不要用眼對準發(fā)射口直視，也不要用瞄準望遠鏡觀(guān)察光滑反射面，以免傷害人的眼睛。一定要按儀器說(shuō)明書(shū)中安全操作規范進(jìn)行測量。野外測量時(shí)不可將儀器發(fā)射口直接對準太陽(yáng)以免燒壞儀器光敏元件。
測距儀選購指南
在選購測距儀時(shí)，需要考慮的幾點(diǎn)：
1.測量范圍
2.測量精度
3.使用的場(chǎng)合
基本分為以下幾種情況：
a）只需要在幾米或者十幾米范圍之內進(jìn)行距離測量，
且精度要求不高的情況下。
*建議——可選用“超聲波測距儀”。
*備注——超聲波測距儀測量的效果受環(huán)境影響較大，穩定和方向性較激光測距儀差，但價(jià)格相對便宜！適合與室內測量。
b）測量距離不長(cháng)，多用于室內，精度要求高！
*建議——可選購“手持式激光測距儀”。
*備注——手持式激光測距儀在室內使用，測量精度及效果都非常不錯！
?。ㄈ缬脩?hù)需要在室外的環(huán)境下進(jìn)行探測的話(huà)，建議配上專(zhuān)業(yè)的激光瞄準器和反射板，結合使用才能達到預期的測程及效果。）
c）測量距離較遠，多用于戶(hù)外使用！
*建議——選購“望遠鏡式激光測距儀”（即：激光測距望遠鏡）
*特點(diǎn)——既是望遠鏡，有是測距儀！多倍的觀(guān)察放大倍數，使用者只需通過(guò)目鏡內部的十字瞄準系統，便能夠輕松的瞄準目標進(jìn)行測距！利用對眼睛無(wú)害的透明紅外線(xiàn)激光發(fā)射及接收，能準確地測出目標距離，其體積小巧、輕便易攜！
e） 測量遠距離及室外測量
*建議——選購帶內置望遠鏡，這樣在強光線(xiàn)下看的更加清楚。
*備注——便于測量。
激光測距儀使用時(shí)需要注意的問(wèn)題：激光測距儀不能對準人眼直接測量，防止對人體的傷害。同時(shí)，一般激光測距儀不具防水功能，所以需要注意防水
根據光學(xué)、聲學(xué)和電磁波學(xué)原理設計的，用于距離測量的儀器。
測距儀簡(jiǎn)介
測距儀是一種航跡推算儀器，用于測量目標距離，進(jìn)行航跡推算。測距儀的形式很多，通常是一個(gè)長(cháng)形圓筒，由物鏡、目鏡、測距轉鈕組成，用來(lái)測定目標距離。
測距儀分類(lèi)
測距儀從測距基本原理，可以分為以下三類(lèi)：
1. 激光測距儀
激光測距儀是利用激光對目標的距離進(jìn)行準確測定的儀器。激光測距儀在工作時(shí)向目標射出一束很細的激光，由光電元件接收目標反射的激光束，計時(shí)器測定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計算出從觀(guān)測者到目標的距離。
激光測距儀是目前使用的測距儀，激光測距儀又可以分類(lèi)為手持式激光測距儀（測量距離0-300米），望遠鏡激光測距儀（測量距離500-3000米）。
2. 超聲波測距儀
超聲波測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來(lái)的特性進(jìn)行測量的。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射同時(shí)開(kāi)始計時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計時(shí)。 通過(guò)不斷檢測產(chǎn)生波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射超聲波和接收到回波的時(shí)間差T，然后求出距離L。
超聲波測距儀，由于超聲波受周?chē)h(huán)境影響較大，所以一般測量距離比較短，測量精度比較低。目前使用范圍不是很廣闊，但價(jià)格比較低，一般幾百元左右。
3.紅外測距儀
用調制的紅外光進(jìn)行精密測距的儀器，測程一般為1-5公里。利用的是紅外線(xiàn)傳播時(shí)的不擴散原理 ：因為紅外線(xiàn)在穿越其它物質(zhì)時(shí)折射率很小，所以長(cháng)距離的測距儀都會(huì )考慮紅外線(xiàn)，而紅外線(xiàn)的傳播是需要時(shí)間的，當紅外線(xiàn)從測距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來(lái)被測距儀接受到再根據紅外線(xiàn)從發(fā)出到被接受到的時(shí)間及紅外線(xiàn)的傳播速度就可以算出距離
紅外測距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低，距離近，方向性差。
測距儀原理
激光測距儀一般采用兩種方式來(lái)測量距離：脈沖法和相位法。脈沖法測距的過(guò)程是這樣的：測距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距儀接收，測距儀同時(shí)記錄激光往返的時(shí)間。光速和往返時(shí)間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此類(lèi)測距儀的測量盲區一般是15米左右。
激光測距是光波測距中的一種測距方式，如果光以速度c在空氣中傳播在A(yíng)、B兩點(diǎn)間往返一次所需時(shí)間為t，則A、B兩點(diǎn)間距離D可用下列表示。
D=ct/2
式中：
D——測站點(diǎn)A、B兩點(diǎn)間距離；
c——光在大氣中傳播的速度；
t——光往返A、B一次所需的時(shí)間。
由上式可知，要測量A、B距離實(shí)際上是要測量光傳播的時(shí)間t，根據測量時(shí)間方法的不同，激光測距儀通?？煞譃槊}沖式和相位式兩種測量形式。
相位式激光測距儀
相位式激光測距儀是用無(wú)線(xiàn)電波段的頻率，對激光束進(jìn)行幅度調制并測定調制光往返測線(xiàn)一次所產(chǎn)生的相位延遲，再根據調制光的波長(cháng)，換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經(jīng)往返測線(xiàn)所需的時(shí)間，如圖所示。
相位式激光測距儀一般應用在精密測距中。由于其精度高，一般為毫米級，為了有效的反射信號，并使測定的目標限制在與儀器精度相稱(chēng)的某一特定點(diǎn)上，對這種測距儀都配置了被稱(chēng)為合作目標的反射鏡。
若調制光角頻率為ω，在待測量距離D上往返一次產(chǎn)生的相位延遲為φ，則對應時(shí)間t 可表示為：
t=φ/ω
將此關(guān)系代入（3-6）式距離D可表示為
D=1/2 ct=1/2 c•φ/ω=c/（4πf） （Nπ+Δφ）
=c/4f （N+ΔN）=U（N+）
式中：
φ——信號往返測線(xiàn)一次產(chǎn)生的總的相位延遲。
ω——調制信號的角頻率，ω=2πf。
U——單位長(cháng)度，數值等于1/4調制波長(cháng)
N——測線(xiàn)所包含調制半波長(cháng)個(gè)數。
Δφ——信號往返測線(xiàn)一次產(chǎn)生相位延遲不足π部分。
ΔN——測線(xiàn)所包含調制波不足半波長(cháng)的小數部分。
ΔN=φ/ω
在給定調制和標準大氣條件下，頻率c/（4πf）是一個(gè)常數，此時(shí)距離的測量變成了測線(xiàn)所包含半波長(cháng)個(gè)數的測量和不足半波長(cháng)的小數部分的測量即測N或φ，由于近代精密機械加工技術(shù)和無(wú)線(xiàn)電測相技術(shù)的發(fā)展，已使φ的測量達到很高的精度。
為了測得不足π的相角φ，可以通過(guò)不同的方法來(lái)進(jìn)行測量，通常應用zui多的是延遲測相和數字測相，目前短程激光測距儀均采用數字測相原理來(lái)求得φ。
由上所述一般情況下相位式激光測距儀使用連續發(fā)射帶調制信號的激光束，為了獲得測距高精度還需配置合作目標，而目前推出的手持式激光測距儀是脈沖式激光測距儀中又一新型測距儀，它不僅體積小、重量輕，還采用數字測相脈沖展寬細分技術(shù)，無(wú)需合作目標即可達到毫米級精度，測程已經(jīng)超過(guò)100m，且能快速準確地直接顯示距離。是短程精度精密工程測量、房屋建筑面積測量中型的長(cháng)度計量標準器具?，F應用zui多的是leica公司生產(chǎn)的DISTO系列手持式激光測距儀和圖雅得Trueyard 激光測距望遠鏡等。
測距儀特點(diǎn)
◆遠距離測量，在無(wú)反光板和反射率低的情況下能測量較遠的距離；
◆有同步輸入端，可多個(gè)傳感器同步測量；
◆測量范圍廣，響應時(shí)間短；
◆外形設計緊湊，易于安裝，便于操作；
◆可測量各種物體距離（不需反射鏡）； ◆增加濾光鏡可測高溫被測體；
◆可見(jiàn)光容易對準被測體；
◆LDM42響應速度高達50Hz；
◆zui高測量精度3mm，分辨率0.1mm；
◆輸出：串行口RS232/RS422, 模擬輸出4～20mA , 模擬口和開(kāi)關(guān)值可軟件設置；
◆LDM43帶Profibus DP和SSI總線(xiàn)接口，容易融入工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)；
◆有外同步輸入；
測距儀應用領(lǐng)域
激光測距儀已經(jīng)被廣泛應用于以下領(lǐng)域：電力，水利，通訊，環(huán)境，建筑，地質(zhì)，警務(wù)，消防，爆破，航海，鐵路，反恐/軍事，農業(yè)，林業(yè)，房地產(chǎn)，休閑/戶(hù)外運動(dòng)等。
測距儀使用知識
為什么激光測距儀還有所謂“安全”和“不安全”的區別？
顧名思義，激光測距儀是用激光做為主要工作物質(zhì)來(lái)進(jìn)行工作的。目前，市場(chǎng)上的手持式激光測距儀的工作物質(zhì)主要有以下幾種：工作波長(cháng)為905納米和1540納米的半導體激光，工作波長(cháng)為1064納米的YAG激光。1064納米的波長(cháng)對人體皮膚和眼睛是害的，特別是如果眼睛不小心接觸到了1064納米波長(cháng)的激光，對眼睛的傷害可能將是性的。所以，在國外，手持激光測距儀中，*取締了1064納米的激光。在國內，某些廠(chǎng)家還有生產(chǎn)1064納米的激光測距儀。
對于905納米和1540納米的激光測距儀，我們就稱(chēng)之為“安全”的。對于1064納米的激光測距儀，由于它對人體具有潛在的危害性，所以我們就稱(chēng)之為“不安全”的。
激光測距儀，由于采用激光進(jìn)行距離測量，而脈沖激光束是能量非常集中的單色光源，所以在使用時(shí)不要用眼對準發(fā)射口直視，也不要用瞄準望遠鏡觀(guān)察光滑反射面，以免傷害人的眼睛。一定要按儀器說(shuō)明書(shū)中安全操作規范進(jìn)行測量。野外測量時(shí)不可將儀器發(fā)射口直接對準太陽(yáng)以免燒壞儀器光敏元件。
測距儀選購指南
在選購測距儀時(shí)，需要考慮的幾點(diǎn)：
1.測量范圍
2.測量精度
3.使用的場(chǎng)合
基本分為以下幾種情況：
a）只需要在幾米或者十幾米范圍之內進(jìn)行距離測量，
且精度要求不高的情況下。
*建議——可選用“超聲波測距儀”。
*備注——超聲波測距儀測量的效果受環(huán)境影響較大，穩定和方向性較激光測距儀差，但價(jià)格相對便宜！適合與室內測量。
b）測量距離不長(cháng)，多用于室內，精度要求高！
*建議——可選購“手持式激光測距儀”。
*備注——手持式激光測距儀在室內使用，測量精度及效果都非常不錯！
?。ㄈ缬脩?hù)需要在室外的環(huán)境下進(jìn)行探測的話(huà)，建議配上專(zhuān)業(yè)的激光瞄準器和反射板，結合使用才能達到預期的測程及效果。）
c）測量距離較遠，多用于戶(hù)外使用！
*建議——選購“望遠鏡式激光測距儀”（即：激光測距望遠鏡）
*特點(diǎn)——既是望遠鏡，有是測距儀！多倍的觀(guān)察放大倍數，使用者只需通過(guò)目鏡內部的十字瞄準系統，便能夠輕松的瞄準目標進(jìn)行測距！利用對眼睛無(wú)害的透明紅外線(xiàn)激光發(fā)射及接收，能準確地測出目標距離，其體積小巧、輕便易攜！
e） 測量遠距離及室外測量
*建議——選購帶內置望遠鏡，這樣在強光線(xiàn)下看的更加清楚。
*備注——便于測量。
激光測距儀使用時(shí)需要注意的問(wèn)題：激光測距儀不能對準人眼直接測量，防止對人體的傷害。同時(shí)，一般激光測距儀不具防水功能，所以需要注意防水
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