Как лазерная рулетка измеряет расстояние?

article495.jpg

 

 Принцип работы лазерной рулетки (лазерного дальномера) состоит в том, что прибор измеряет сдвиг фазы отраженного сигнала, источником которого является лазерный излучатель (полупроводниковый лазер).

Базовый принцип работы фазового лазерного дальномера представлен на рисунке 1.

 

Рис.1

Полупроводниковый лазер излучает лазерный луч (переданный сигнал). Это излучение представляет собой волну имеющее свою длину волны, амплитуду и частоту. Достигнув цели излучение отражается от нее в обратном направлении и падает в фотоприемник. При этом параметры волны (длина, частота, амплитуда) не меняются. Изменяется только направление. Если наложить графическое изображение переданного сигнала на отраженный то можно увидеть или разность фаз. На основании этой информации и происходит вычисление дистанции в электронной схеме дальномера.

Схема обработки полученного сигнала и нахождения разности фаз представлена на рисунке 2.

 

Рис.2

Метод измерения расстояния по разности фаз работает по принципу наложения на несущую частоту модулированного сигнала. Лазерный луч модулируется частотой порядка нескольких ГГц. Частота задается опорным генератором. Получаем высокочастотный сигнал. Одновременно он передается на балансный миксер, а низкочастотный сигнал на фазовый детектор. Модулированный лазерный луч (высокочастотный сигнал) отражается от цели и попадает в фотоприемник. Он передается в балансный миксер, где выделяется низкочастотный сигнал. Фазовый детектор сравнивает фазы переданного и отраженного сигнала. Получаем разность фаз величина которой пересчитывается в цифровой части лазерной рулетки в длину и выводится на дисплей.