相位式光电测距仪的工作原理

§4.2 相位式光电测距仪的工作原理

相位式光电测距仪的种类较多，但其基本的工作原理是相同的。本节将讨论相位式光电测距仪的工作原理，并着重介绍它的几个主要部件的工作原理。

4.2.1 相位式光电测距仪的工作原理

相位式光电测距仪的工作原理可按图4-4所示的方框图来说明。

图4-4

由光源所发出的光波（红外光或激光），进入调制器后，被来自主控振荡器（简称主振）的高频测距信号1f 所调制，成为调幅波。这种调幅波经外光路进入接收器，会聚在光电器件上，光信号立即转化为电信号。这个电信号就是调幅波往返于测线后经过解调的高颇测距信号，它的相位已延迟了Φ。

?Φ+?=ΦN π2

这个高频测距信号与来自本机振荡器（简称本振）的高频信号1f '经测距信号混频器进行光电混频，经过选频放大后得到一个低频（11f f f '-=?）测距信号，用D e 表示。D e 仍保留了高频测距信号原有的相位延迟?Φ+?=ΦN π2。为了进行比相，主振高频测距信号1f 的一部分称为参考信号与本振高频信号1f '同时送入参考信号混频器，经过选频放大后，得到可作为比相基准的低频（11f f f '-=?）参考信号，0e 表示，由于0e 没有经过往返测线的路程，所以0e 不存在象D e 中产生的那一相位延迟Φ。因此，D e 和0e 同时送人相位器采用数字测相技术进行相位比较，在显示器上将显示出测距信号往返于测线的相位延迟结果。

当采用一个测尺频率1f 时，显示器上就只有不足一周的相位差?Φ所相应的测距尾数，超过一周的整周数N 所相应的测距整尺数就无法知道，为此，相位式测距仪的主振和本振二个部件中还包含一组粗测尺的振荡频率，即主振频率 32,f f 和本振频率 32,f f ''。如前所述，若用粗测尺频率进行同样的测量，把精测尺与一组粗测尺的结果组合起来，就能得到整个待测距离的数值了。

4.2.2 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理

1.光源

相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖（He-Ne）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中远程测距仪中。下面对这二种光源作一介绍。

（1）砷化镓（GaAs）二极管

砷化镓（GaAs）二极管是一种晶体二极管，与普通二极管一样，内部也有一个PN 结，如图4-5所示。它的正向电阻很小，反向电阻较大。当正向注入强电流时，在PN 结里就会有波长为0.72～0.94μm之间红外光出射，而且出射的光强会随着注入电流的大小而变化，因此可以简单地通过改变馈电电流对光强的输出进行调制，即所谓“电流直接调制”。这对测距仪用作光源十分有意义，因为能直接调制光强，无需再配备结构复杂、功耗较大的调制器。此外，砷化镓二极管光源与其他光源比较，还有体积小重量轻，结构牢固和不怕震动等优点，有利于使测距仪小型化，轻便化。

图4-5 图4-6

GaAs二极管有两种工作状态，一种是发射激光，称为GaAs激光器；另一种是发射红外荧光，称为发光二极管。两者的区别，主要是注入电流强度的不同。由于GaAs发

光管，发射连续的红外光频带较宽（100～500o A），波长不够稳定，功率较小（约3mW）和发散角大（达50o），故采用这种光源的测距仪的测程都不远，一般在3km以内。红外光的波长，因GaAs掺杂的差异和馈电电流等不同而异。如国产HGC-1红外测距仪的λ0.93μm；瑞士DI3和DI3S的λ分别为0.875μm和0.885μm；瑞典AGA-116的λ= =

0.91μm。

（2）氦-氖（He-Ne）气体激光器

如图4-6所示氦-氖气体激光器，它由放电管、激励电源和谐振腔组成。放电管为内径几个毫米的水晶管，管内充满了氦与氖的混合气体，管的长度由几厘米到几十厘米不等。管越长，输出功率越高。在管的两端装有光学精密加工的布儒斯特窗。激励电源一般可用直流、交流或高频等电源的放电方式，目前用得最多的是直流电源放电方式，其优点是激光输出稳定。谐振腔由两块球面反射镜组成，其中一块反射镜是全反射的，另一块能部分透光，．其透射率2%，即反射率仍有98%。

放电管中的氦原子，在激励电源的激励下，不断跃迁到高能级上，当它和氖原子碰撞时能量不断地传递给氖原子，使氖原子不断跃迁到高能级上，而自己又回到基能级上。与此同时，处在高能级上的氖原子在光子的激发下，又受激辐射跃迁回基能级上，这时便产生出新的光子。一般说来，多数光子将通过管壁飞跃出去，或被管壁吸收，只有沿管壁轴线方向的光子将在两块反射镜之间来回反射，从而造成光的不断受辐射而放大。

布儒斯特窗是光洁度很高的水晶片，窗面法线与管轴线的夹角叫做布儒斯特角（见

图4-6)。这个角度随窗的材料而不同，在水晶窗的情况下，它大约等于56o 。当光波沿

管轴线方向入射至窗面时，光波电振动沿纸面方面的分量（图中以箭头表示）将不被反射而完全透过去；而沿垂直于纸面方向的分量（图中以黑点表示）却被反射掉了，这样剩下来的光就是沿纸面振动的直线偏振光。尔后，这种光在谐振腔内来回运行，由于受激辐射的新生光子与原有的光子具有相同的振动方向，也就是说，积累起来的光始终是沿纸面方向振动的直线偏振光，因而每当它们来回穿过布濡斯特窗面时，几乎全部透过去，而很少受到光的损失。

装有布懦斯特窗的激光器，直接输出直线偏振光，使得光电调制器组可以不要起偏振片，从而避免了一般调制器的入射光，因通过起偏振器而造成光强损失约50%的缺陷。所以装有上述激光器的测距仪的最大测程可达40～50km 。

氦氖气体激光器发射的激光，其频率、相位十分稳定，方向性极高，且为连续发射，因而它广泛地应用于激光测距、准直、通讯和全息学等方面。但氦氖气体激光器也有其缺点，即效率很低，其输出功率与输入功率之比仅千分之一。因此，激光测距仪上的激光输出功率仅约2～5mW 。

2. 调制器

采用砷化镓（GaAs ）二极管发射红外光的红外测距仪，发射光强直接由注入电流调制，发射一种红外调制光，称为直接调制，故不再需要专门的调制器。但是采用氦氖激光等作光源的相位式测距仪，必须采用一种调制器，其作用是将测距信号载在光波上，使发射光的振幅随测距信号电压而变化，成为一种调制光，如图4-7电光调制是利用电光效应控制介质折射率的外调制法，也就是利用改变外加电压E 来控制介质的折射率。目前的光电测距仪都采用一种一次电光效应或称普克尔斯效应，即)(0E f n n +=；根据普克尔斯效应（线性电光效应）制作的各种普克尔斯调制器。这种调制器有调制频带宽，调制电压较低和相位均匀性较好的优点。用磷酸二氘钾（KD 2PO 4）晶体制成的KD*P 调制器则是目前较优良的一种普克尔斯调制器。

图4-7

3．棱镜反射器

在使用光电测距仪进行精密测距时，必须在测线的另一端安置一个反射器，使发射的调制光经它反射后，被仪器接收器接收。用作反射器的棱镜是用光学玻璃精细制作的四面锥体，如三个棱面互成直角而底面成三角形平面（图4-8（a ））三个互相垂直的面上镀银，作为反射面，另一平面是透射面。它对于任意入射角的入射光线，在反射棱镜的两个面上的反射是相等的，所以通常反射光线与入射光线是平行的。因此，在安置棱

镜反射器时，要把它大致对准测距仪，对准方向偏离在20o以内，就能把发射出的光线经它折射后仍能按原方向反射回去，使用十分方便。图4-8（b）用于发射、接收系统同轴的测距仪，图4-8（c）用于发射、接收系统不同轴的测距仪。

图4-8

实际应用的棱镜反射器如图4-9，根据距离远近不同，有单块棱镜的，也有多块棱镜组合的。安置反射器时是将它的底座中心对准地面标石中心，但由于光线在棱镜内部需要一段光程，使底座中心与顾及此光程影响的等效反射面不相一致，距离计算时必须顾及此项影响。

（a）（b）

图4-9

4. 光电转换器件

在光电测距仪中，接收器的信号为光信号。为了将此信号送到相位器进行相位比较，必须把光信号变为电信号，对此要采用光电转换器件来完成这项工作。用于测距仪的光电转换器件通常有光电二极管，雪崩光电二极管和光电倍增管。现在分别介绍如下。

（1）光电二极管和雪崩光电二极管

光电二极管的管芯也是一个PN结。和一般二极管相比，在构造上的不同点是为了便于接收入射光，而在管子的顶部装置一个聚光透镜（图4-10（a）、（b））,使接收光通过透镜射向PN结。接入电路时，必须反向偏置，如图4-10（c）所示。

光电二极管具有“光电压”效应，即当有外来光通过聚光透镜会聚而照射到PN结时，使光能立即转换为电能。再者，光电二极管的“光电压”效应与人射光的波长有关，对波长为0.9～1.0 m的光（属于红外光）有较高的相对灵敏度，且使光信号线性地变换为电信号。

光电二极管由于体积小，耗电少，加之对砷化镓红外光有较高的相对灵敏度，因而在红外测距仪中常用作光电转换器件。

（a ） （b ） （c ）

图4-10

雪崩光电二极管是基于“光电压”效应和雪崩倍增原理而制成的光电二极管，由于它的结电容很小，因而响应时间很短，灵敏度很高。瑞士的DI3S 红外测距仪就是用雪崩光电二极管作光电转换器件的。必须注意，光电二极管特别是雪崩光电二极管应防因强光照射而损坏，并时时注意减光措施。

（2）光电倍增管

光电倍增管是一种极其灵敏的高增益光电转换器件。它由阴极K 、多个放射极和阳极A 组成，如图4-11所示。各极间施加很强的静电场。当阴极K 在光的照射下有光电子射出时，这些光电子被静电场加速，进而以更大的动能打击第一发射极，就能产生好几个二次电子（称为二次发射），如此一级比一级光电子数增多，直到最后一级，电子被聚集到阳极A 上去。若经过一级电子增大σ倍，则经过n 级倍增最后到达阳极的电子流将放大n σ倍。由此可见，光电倍增管除了能把光信号变成电信号以外，还能把电

信号进行高倍率的放大，具有很高的灵敏度，它的放大倍数达106～107数量级。

图4-11

我国研制的激光测距仪（JCY-2、DCS-1）使用国产的CDB-2型光电倍增管。这种管子除阴极，阳极和11个放射极以外，还在阴极和第一级放射极之间设置了聚焦极F ，如图4-12所示。为了解决接收信号的差频问题（称为光电混频），在管子工作时，把阴极K 和聚焦极F 看成一个二极管，把频率为1f '的本振电压加在K -F 上，那么在这个二极管上既有光电效应的接收信号（频率为1f ）电压，又有本振（频率为1f '）电压，通过“二极管”的非线性关系，就产生了混频作用，经过倍增放大，最后所得到的阳极电流，除高次谐波分量外，还包含着两频率之和（1f +1f '）及两频率之差（1f -1f '）=f ?，经过简单的π,,C R 二型滤波装置（见图4-12），把大于1f （1f =15MHz ）的高频滤掉，即

能获得低频f ?信号，以上称为光电混频。当然，若把本振信号1f '加在第11放射极与

阳极A 所组成的二极管上（见图4-12），也可以进行光电混频。

图4-12

在光电倍增管的前面，还设置了一个连续减光板，以便按距离的远近调节进入的光强的大小，同时可借以避免强光照射管子的阴极，造成阴极疲劳和损坏，起到保护作用。

5. 差频测相

在目前测相精度一般为千分之一的情况下，为了保证必要的测距精度，精测尺的频率必须选得很高，一般为十几MHz ～几十MHz ，例如HGC-1型短程红外测距仪的精测尺频率1f =15MHz ，JCY-2型精密激光测距仪的精测尺频率1f =30MHz 。在这样高的频率下直

接对发射波和接收波进行相位比较，受电路中寄生参量的影响在技术上将遇到极大的困难。另外为了解决测程的要求，须选择一组频率较低的粗测尺，当粗测尺频率为150kHz 时，与精测尺频率15MHz ，两者相差100倍。这样有几种频率就要配备几种测相电路，使线路复杂化。为此，目前相位式测距仪都采用差频测相，即在测距仪内设置一组与调制光波的主振测尺频率（i f ）相对应的本振频率（i f '），经混频后，变成具有相同的差频f ?。也就是使高频测距信号和高频基准信号在进入比相前均与本振高频信号进行差频，成为测距和基准低频信号。在比相时，由于低频信号的频率大幅度降低（如精测尺频率为15MHz ，混频后低频为4kHz 时，降低了3750倍），周期相应扩大，即表象时间得到放大，这就大大地提高了测相精度。此外，因测相电路读数直接与频率有关，频率不同，电路亦应改变。若用差频测相，使“精”、“粗”测尺的各个不同的高频信号差频后均成为频率相同的低频信号，则仪器中只要设置一套测相电路就可以了。

图4-13

图4-13是相位式测距仪的差频测相方框图。现由图说明混频只改变频率，而不改

变相位关系。

设主振测尺频率为f ，其角频率f πω2=发射时刻t 的相位为θω+t ，θ为初相角。设本振频率为f '，角频率为f '='πω2，发射时刻t 的相位为θω'+'t ，θ'为其初相角。主振和本振两个高频信号经过混频后，取其差频f ?=f f '-，得到低频参考信号0e ，该信号在发射时刻t 的相位为

)()(0θθωω?'-+'-= （4-15）

主振测距信号到达反射器所需的时间为D t ，因此产生的相位延迟为D t ω，测距信号到达反射器的相位为D t t ωθω-+；再从反射器回到测站相位同样延迟了D t ω，因此测距信号接收时的相位为D t t 2ωθω-+（这里D D t t 22=）。测距信号与本振信号进行光电混频后取其差频f ?，得到低频测距信号D e ，该信号在发射时刻t 的相位为

D D t t 2)()(ωθθωω?-'-+'-= （4-16）

在相位器中测定测距信号与参考信号两种低频信号的相位差D 2?，即为（4-l6）式和

（4-15）式相减

D D D t 202ω???=-= （4-17）

由此可见，相位差D 2?即为测距信号在2倍测线距离上的相位延迟。以上说明了经

混频后的低频信号仍保持着原高频信号间的相位关系。

6. 自动数字测相

随着集成电路和数字技术的发展，为测距仪向自动化和数字化方向发展提供了条件。目前许多中、短程测距仪几乎都采用自动数字测相技术以及距离的数字显示。 自动数字测相的基本思想是：当参考信号0e 和测距信号D e 按自动数字测相法作相位比较时，首先将其相位差??换成方波，然后再用一个标准频率作填充脉冲填入??内，每一个填充脉冲代表一定距离，如1mm ，1cm 等，于是用计数器计算出填充脉冲的个数，通过显示器即能直接显示出相应的距离。图4-14是自动数字测相原理的方框图。

图4-14

在比相前，先将参考信号0e 和测距信号D e 分别进人通道1、2，经过放大与整形后

成为倒相（相位倒转180o ）的方波0e '和D e '（见图4-15）

，两方波的频率仍为主振与本

振的差频频率f ?，其周期f

T ?=?1。将0e '和D e '分别加至检相触发器（见图4-14中的CHP ）的两个输入端R 和S ，方波0

e '的后沿（负跳变）使触发器的Q 端输出高电平，相当于使触发器开启；方波D e '的后沿使Q 端输出低电平，相当于使触发器关闭。通过检相触发器获得检相脉冲信号3e ，此脉冲宽度对应着两个比较信号的相位差??，它的周期也是?T （见图4-15中检相脉冲3e ），将3e 作为电子门1Y 的开关控制信号，其前沿（正跳

变）使1Y 门开启，后沿（负跳变）将1Y 门关闭，于是在测距信号和参考信号的相位差?

?所相应的一段时间)2(??=??T t t π

?内，时标脉冲就能通过电子门1Y 。而它所输出的脉冲数m （见图4-151Y 门输出1e ）就反映了0e 和D e 间的相位差??，这是单次检相过程。单次检相的脉冲数为 π

?π?22000???=??=?=?f f T T T t m （4-18）

图4-15

由于f ?和0f 均为仪器设计值，因此根据计数器计取的m 就可以计算测距信号D e 和参考信号0e 之间的相位差尾数??。而由??和测尺长度λ/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0f =15MHz ，f ?=6kHz 测尺长为λ/2=10m ，则

25006000

150000000==?f f 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1Y 门后面加第二个电子门2Y （见图4-14），2Y 门由一个方波电压F e 控制相位测量的持续时

间F T 。即在F T 时间内，由1Y 门输出的测相时标脉冲可以全部通过2Y 门（输出为2e ），进入计数器，在F T 时间内的测相次数为

f T T T n F F ??==?

（4-19） 由2Y 门输出的总测相脉冲数为 π?π?2200???=???=?=f T f f f

T m n M F F （4-20） 而

π?20

f T M F =? 从上式可以看出，仪器设计时恰当地选定0f 与F T 之值，则根据计数器测得的时标

总脉冲个数M 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M 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内?和外?，则内、外光路测距信号内)(D e 和外)(D e 在相位器中分别与参考信号0e 的比相结果为

??

????Φ+Φ=Φ?Φ+Φ=Φ外外内内 （4-21）

图4-16

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

内外内外??-=Φ-Φ=Φ （4-22）

不难看出，以上结果Φ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。

光电测距仪

光电测距仪 光电测距仪的概况 我国已研制成功红外自动数字显示测距仪，近年来国内已有批量红外测距仪的产品，也从国外进口了数量不少的光电测距仪，如D135、D11000、EDT2000、DM501、DM103、ELD12、AGA120、AGA112、AGA14A、MiNi、SET2c、SEF3c、SET4c等，从建筑施工测量来说，AGA120、DM103、MiNi等光电测距仪最为实用，使用光电测距仪之前必须熟悉说明书或到有关单位进行短期培训，以便正确使用光电测距仪。 光电测距仪的构造 光电测距仪构造如图4-243所示。 图4-243 光电测距仪构造 光电测距仪是在经纬仪上加装光电测距头子，一般是配套的，什么型号测距头子配什么样型号的经纬仪，另外配一套反光棱镜。 光电测距仪的用途 为了测量A、B两点之间的距离，在A点安置光电测距仪主机，在B点安置反光棱镜，如图4-244所示。

图4-244 光电测距仪使用示意 对中、整平后，开启光电测距仪。发射望远镜发出一水平激光束射向B点反光棱镜，经过反射的激光束仍以水平方向折回A点，接收望远镜能够把折回的激光束调制、放大并精确地测出A、B两点的距离，可直接由数字计数器上显示出来。它的测距精度视仪器不同而各异，一般的光电测距仪精度可达±5mm ＋10ppm。 光电测距仪的检验与校正 1．送有关部门检验与校正 2．自检 自检，必须具有一定的检定设备，对光电测距仪相当熟悉，目前国内使用的光电测距仪品种相当多，在此不能详细介绍，建议送有关部门检定。 3．用六段法测定常数 简易六段法公式： C＝0.02857［5（D06－D01－D12－D23－D34－D45－D56）＋3（D05＋D16－D02－D13－D24－D35－D46）＋（D04＋D15＋D26－D03－D14－D25－D36）］举例：原有控制点：

红外线测距仪测量原理

红外线测距仪测量原理 测距仪是一种航迹推算仪器，用于测量目标距离，进行航迹推算。测距仪的形式很多，通常是一个长形圆筒，由物镜、目镜、测距转钮组成，用来测定目标距离。测距仪是根据光学、声学和电磁波学原理设计的，用于距离测量的仪器。 红外测距仪的分类有激光红外，红外和超声波三种，目前测距仪主要是指的激光红外测距仪，红外测距仪和超声波测距仪由于测量距离有限，测量精度很低目前已经被淘汰。激光红外测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光红外测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 测距仪有测量距离和测量精度，同时又是电子设备，所以品牌的选择非常重要，国际知名品牌的测距仪，在性能上会远优于杂牌的激光红外测距仪。 一．测距仪分类 测距仪从测距基本原理，可以分为以下三类： 1. 激光测距仪 激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 激光测距仪是目前使用最为广泛的测距仪，激光测距仪又可以分类为手持式激光测距仪（测量距离0-300米），望远镜激光测距仪（测量距离500-20000米）。 目前市面上主流的都是激光测距仪，手持式激光测距仪全球前两大品牌是徕卡和博世，右图就是一款主流的手持式激光测距仪。 望远镜激光测距仪，为远距离激光测距仪，目前在户外使用相当广泛，望远镜激光测距仪全球前四大品牌是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。四个品牌在产品上各有特点，2013年，美国激光技术杂志公布的数据，2013年全球单品销售冠军是图雅得SP1500，这款测距仪测量精准，反应速度快捷。 2. 超声波测距仪

激光测距仪操作文档

激光测距仪操作说明书 一．激光测距仪硬件介绍 HUD LCD显示器 RS232数据串口 扳机 LCD显示器 二．测距仪的技术指标 a)罗盘(抗磁性传感器，Post-Fluxgate 技术)

i."0.5 o 精确度 b)磁倾仪 i."0.1 o 倾斜精度 ii."40 o 倾斜范围 c)测距 i.精度–测８５米外的白目标精度为０.１米 ii.最大距离–１８５０米(反射目标) iii.最小距离–３米 iv.高压输电线１７５米 v.杆状标志４００米 vi.树（无叶）４００米 vii.建筑物，树（有叶）８００米 三．激光测距仪的基本操作 3．1 如何校对激光测距仪 ●开启电源 ●按“MENU” 健 ●用>?键来进行功能选择 ●选择“COMP” 并按下“Enter” 键 ●选择“CAL” 并按下“Enter” 键 ●LCD显示窗显示“Initializing Please Wait!” & “Rotate Unit for Calibration” 信息

●以射击的姿势扣住扳机. LCD显示窗显示“Data Point Count” 信息 ●慢慢转动Contour枪1-2圈. 每圈用45-60秒钟完成 ●慢慢转动Contour枪1-2圈. 每圈用45-60秒钟完成 ●在转动中，慢慢地从上到下，从左到右移动(±40o的 范围) ●虽着 Contour 的移动, 你将看到数据点(Data Point Count) 在增加。当其值增加到275时，罗盘校对操作就完成 了。松开板机，系统恢复原来的设置 ●每次系统上电都必须要重复以上操做 3.2 开机自检 自检信息：仪器开机后将进行自检，自检信息将显示在LCD 显示屏上: Selft Test Controur XLRic 当自检信息结束后回到以前的测量界面时，说明自检成功，否则会出现以下错误信息: End Of Self Test *** Fall 3.3 标准测量模式下的测量 标准模式是仪器在开机后默认的模式，在这种模式下，仪器将显示所测目标的距离、方位和倾斜值。首先确认你所选的显示模式为：

光学测距原理

光学测距原理 1.利用红外线测距或激光测距的原理是什么？ 测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c = 299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。当然，也有脉冲式测距仪，典型的是WILD的DI-3000 需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。 建筑行业有一种手持式的测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。 2.被测物体平面必须与光线垂直么？ 通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋量测用的测距仪，直接以光滑的墙面反射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度够大。与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。 3.若被测物体平面为漫反射是否可以？ 通常也是可以的，实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。 4.若以超声波测距代替是否可以让物体延一墙壁运动并测出与对面墙的距离？ 此问题搞不懂你的意图，超声波测距精度比较低，现在很少使用。 激光测距（即电磁波，其速度为30万公里/秒），是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。 激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。相位测距技术的测距精度高,但作用距离有限,主要用于高精度大地测量。众所周知，光在给定介质的传播速度是一定的，因此，通过测量光在参考点和被测点之间的往返传播时间，即可给出目标和参考点之间的距离。 相位测距法是通过强度调制的连续光波在往返传播过程中的相位变化来测量光束的往返传播时间，其计算公式如下： t=Φ/2πf 式中，t为光波往返传播时间（s）；Φ为调制光波的相位变化量（rad）; f为调制频率（Hz）。 光的往返传播时间得到后，目标至参考点的距离可由下式求得 R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π) 式中，R为目标至参考点距离（m）；c为光波传播速度（m/s）；λ为调制光波波长（m）。 相位位移是以2π为周期变化的，因此有 Φ=（N+△n）.2π 式中，N为相位变化整周期数；△n为相位变化非整周期数。

相位式光电测距仪的工作原理

§4.2 相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的种类较多，但其基本的工作原理是相同的。本节将讨论相位式光电测距仪的工作原理，并着重介绍它的几个主要部件的工作原理。 4.2.1 相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的工作原理可按图4-4所示的方框图来说明。 图4-4 由光源所发出的光波（红外光或激光），进入调制器后，被来自主控振荡器（简称主振）的高频测距信号1f 所调制，成为调幅波。这种调幅波经外光路进入接收器，会 聚在光电器件上，光信号立即转化为电信号。这个电信号就是调幅波往返于测线后经过解调的高颇测距信号，它的相位已延迟了Φ。 ?Φ+?=ΦN π2 这个高频测距信号与来自本机振荡器（简称本振）的高频信号1f '经测距信号混频器进行光电混频，经过选频放大后得到一个低频（11f f f '-=?）测距信号，用D e 表示。D e 仍保留了高频测距信号原有的相位延迟?Φ+?=ΦN π2。为了进行比相，主振高频测距信号1f 的一部分称为参考信号与本振高频信号1f '同时送入参考信号混频器，经过选频放大后，得到可作为比相基准的低频（11f f f '-=?）参考信号，0e 表示，由于0e 没有经过往返测线的路程，所以0e 不存在象D e 中产生的那一相位延迟Φ。因此，D e 和0e 同时送人相位器采用数字测相技术进行相位比较，在显示器上将显示出测距信号往返于测线的相位延迟结果。 当采用一个测尺频率1f 时，显示器上就只有不足一周的相位差?Φ所相应的测距尾数，超过一周的整周数

N 所相应的测距整尺数就无法知道，为此，相位式测距仪的主振和本振二个部件中还包含一组粗测尺的振荡频率，即主振频率 32,f f 和本振频率 32,f f ''。如前所述，若用粗测尺频率进行同样的测量，把精测尺与一组粗测尺的结果组合起来，就能得到整个待测距离的数值了。 4.2.2 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理 1.光源 相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs ）二极管和氦-氖（He-Ne ）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中远程测距仪中。下面对这二种光源作一介绍。 （1）砷化镓（GaAs ）二极管 砷化镓（GaAs ）二极管是一种晶体二极管，与普通二极管一样，内部也有一个PN 结，如图4-5所示。它的正向电阻很小，反向电阻较大。当正向注入强电流时，在PN 结里就会有波长为0.72～0.94μm 之间红外光出射，而且出射的光强会随着注入电流的大小而变化，因此可以简单地通过改变馈电电流对光强的输出进行调制，即所谓“电流直接调制”。这对测距仪用作光源十分有意义，因为能直接调制光强，无需再配备结构复杂、功耗较大的调制器。此外，砷化镓二极管光源与其他光源比较，还有体积小重量轻，结构牢固和不怕震动等优点，有利于使测距仪小型化，轻便化。 图4-5 图4-6 GaAs 二极管有两种工作状态，一种是发射激光，称为GaAs 激光器；另一种是发射红外荧光，称为发光二极管。两者的区别，主要是注入电流强度的不同。由于GaAs 发光管，发射连续的红外光频带较宽（100～500o A ），波长不够稳定，功率较小（约3mW ）和发散角大（达50o ），故采用这种光源的测距仪的测程都不远，一般在3km 以内。红外光的波长，因GaAs 掺杂的差异和馈电电流等不同而异。如国产HGC-1红外测距仪的 =λ0.93μm ； 瑞士DI3和DI3S 的λ分别为0.875μm 和0.885μm ；瑞典AGA-116的λ= 0.91μm 。 （2）氦-氖（He-Ne ）气体激光器

国家光电测距仪检测中心

国家光电测距仪检测中心 国家光电测距仪检测中心是我国测绘行业惟一获得国家质量监督检验检疫总局授权的进行测绘仪器检定的国家级质检机构和新仪器定型鉴定机构。通过了国家认证认可监督评审委员会的计量认证考核。其主要职责是根据国家质量监督检验检疫总局的要求，对国家基础测绘工程和国民经济建设中使用的各种测量仪器进行强制性和非强制性检定。 中心汇集了测绘、仪器和电子等专业的中高级技术人员，拥有经国家质量监督检验检疫总局考核通过的高精度标准比长基线场和基于全球ITRF框架的高精度GPS接收机检定场、HP5529B高精度双频激光干涉仪、自动温控高低温湿热实验室、世界一流的数字水准仪实验室、磁致误差和INDEX振动仪等检测设施。具有检定各种精度等级测量仪器的先进设备和技术水平。自中心成立以来已检测了各种型号测量仪器达2万余台套，积累了大量检测数据，为全面了解仪器性能，进行测量仪器检测理论、手段和方法的研究提供了丰富的信息源，主持和参与了多项测量仪器检定规范的编写和修订工作，在质检行业处于领先水平。同时，承担了绝大部分进口测量仪器的型式鉴定工作，追踪新仪器发展趋势，保证进口仪器的质量。 随着检测技术的进步和业务范围的拓展，中心实现了内外业检测数据采集和处理的自动化，大大提高了工作效率和技术管理水平。这一技术的推广，必将提高测量仪器检定的整体技术水平，对常规测量数据的外业采集也具有一定的参考价值。在此基础上，我们将建立基于网络化管理的检测数据采集、处理与服务系统，增强技术实力，引导行业发展方向。 多年来社会各界用户对国家光电测距仪检测中心给予了极大的支持与爱护，我们将一如既往地为您提供全方位服务。“科学、公正、准确、高效”是我们的宗旨，服务于客户并让客户满意是我们一贯的追求。

测距仪的原理及分类

文章简介测距仪是一种航迹推算仪器，用于测量目标距离，进行航迹推算。测距仪的形式很多，通常是一个长形圆筒，由物镜、目镜、测距转钮组成，用来 测定目标距离。测距仪是根据光学、声学和电磁波学原理设计的，用于距离测 量的仪器文章详细内容 那什么是测距仪呢？原理是什么？市面上有哪些测距仪，下文将详细进行介绍。一．测距仪分类 测距仪从测距基本原理，可以分为以下三类： 1. 激光测距仪 激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在 工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时 器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 激光测距仪是目前使用最为广泛的测距仪，激光测距仪又可以分类为手持 式激光测距仪（测量距离0-300米），望远镜激光测距仪（测量距离500-20000米）。目前市面上主流的都是激光测距仪，手持式激光测距仪全球 前两大品牌是徕卡和博世，右图就是一款主流的手持式激光测距仪。望远 镜激光测距仪，为远距离激光测距仪，目前在户外使用相当广泛，望远镜激光 测距仪全球前四大品牌是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。四个品牌在产品上 各有特点，2011年，美国激光技术杂志公布的数据，2011年全球单品销售冠军是图雅得YP900，这款测距仪测量精准，反应速度快捷。 2. 超声波测距仪 超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声 波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和 接收到回波的时间差T，然后求出距离。超声波测距仪，由于超声波受 周围环境影响较大，所以一般测量距离比较短，测量精度比较低。目前使用范 围不是很广阔，但价格比较低，一般几百元左右。 3. 红外测距仪用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程一般为1-5公里。利用的是红 外线传播时的不扩散原理：因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长 距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测 距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到再根据红外线从发出到被接受 到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离

测距仪原理图纸

激光测距仪原理 激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。 一．激光测距仪基本原理 激光测距仪一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是这样的：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度是一般是在+/- 1米左右。另外，此类测距仪的测量盲区一般是15米左右。 二．激光测距仪分类 激光测距仪分为两类，一类是手持激光测距仪，这类测距仪测量距离比较短，一般为40-250米，测量精度高。另外一类是激光测距仪望远镜，这类激光测距仪测量距离远，一般为500-2000米，最长测量距离可以达到20公里。 三．激光测距仪主要的产品 长距离的激光测距仪望远镜，全球前四大品牌，是图雅得、博士能、奥尔法和尼康。这四个品牌占据了全球激光测距仪95%以上的市场份额。四大品牌产品都各有其自身的优势。 图雅得作为全球第一品牌，产品以技术领先见长，图雅得是全球最早的能生产测距+测高+测角一体机的品牌，目前博士能和尼康都还没有这种技术。其产品快速测距、操作简单是其最大特点。产品价格适中，具有比较高的性价比。 博士能是全球老牌的激光测距仪望远镜品牌，其产品做工精美，是做工最好的品牌。博士能测距仪产品侧重打猎和高尔夫功能。产品功能强大，但是操作欠繁琐。另外博士能0.5码高精度测距仪方面非常有优势。 奥尔法是全球第三大品牌，其产品价格是四个品牌中最低的，产品具有非常高的性价比，产品操作简单，实用性高。 尼康在测距望远镜领域技术上不是很强，产品都为国内代工，但是凭借尼康品牌的知名度，在全球也有不俗的表现，长期占据第四的位置。在国内，尼康测距仪由于代理体制问题，售价一直偏高，导致性价比不高。 四大品牌主力产品有： 1.图雅得 SP1500H 这是图雅得2012年最新一代产品，也是目前望远镜测距仪功能最为强大的产品。集合了测距+测高+测角+测高差+测水平距离+连续测角+连续测距+连续测水平距离 8大功能，2012年6月在美国西雅图光学设备展商首次发布，被媒体誉为功能最为强大的测距仪。这款测距仪 1500米超长测距，超快测距速度，操作人性化,售价大约4000元，性价比不错，上市后即成为全球多功能测距仪销量冠军。 2.图雅得 YP900 这款测距仪900米测距，上市时间2011年，全球中距离测距仪 连续三年销量冠军，这款测距仪做工精美，具有超强的抗干扰能力，

激光测距仪操作规程

激光测距仪操作规 程

1.使用方法触按电源开关，接通电源，“电源、测试指示灯”为绿色。触按档位选择开关，选择适合的档位。 2.将仪表测量端子的两个电流输出端子用两根测试线接到被测导体的两个端子，两个电压输入端子也接到被测导体的两个端子。 3. 如图所示，电压端子应位于电流端子的内侧，并尽量靠近被测试品，以减少引线电阻引入的误差。 4.接线完毕后，触按一下 TESTE 键，“电源、测试指示灯”为红色，显示屏显示的值即为测得的电阻值。 5.当被测导体开路或阻值大于选定量程时, 显示屏首位显示“1”，后三位数字熄灭。 6.注意事项 a）本仪表使用6 节1.5V（LR6，AA）电池供电。当显示屏出现欠压符号“”时,请更换电池，以保障得到正确的试值。换下的旧电池请勿乱扔,以免造成污染。B)仪器应避免受潮、雨淋、跌落、暴晒等。

1.目的： 建立超声波测厚仪标准操作规程。 2.适用范围： 试验室所有检验人员执行本规程，部门领导监督，检查本规程的执行。 一、操作规程 1、机器校准 仪器壳下方有一个厚度为4mm的试块，按“菜单”键进入菜单，经过“上下”箭头选择“声速”，在选择“声速设置”，把声速设置为5920m/s，并在试块上涂抹耦合剂，把探头放在试块中央轻轻压紧，按一下“下箭头”，能够看到仪器显示试块厚度为4.000mm，如果试块厚度测试值不为4.000mm请在进行校准，直到试块测量厚度为 4.000mm。仪器校准完成后即能够正常测量了。 2、测试块准备 准备50mm的测试医用消毒超声耦合剂样品三份，以备测试。 3、声速测试 将探头与已准备好的测试样品耦合，确保探头不晃动并耦合良好，此时能够看到显示屏上耦合标志。选择声速测试界面，输

测距原理

现在市面上的测距仪主要分为三类：激光测距仪、超声波测距仪、红外测距仪，我们介绍对测距仪原理的分析也主要介绍这三种。1. 激光测距仪 激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。 激光测距仪是目前使用最为广泛的测距仪，激光测距仪又可以分类为手持式激光测距仪（测量距离0-300米），望远镜激光测距仪（测量距离500-3000米）。 激光测距原理就是激光发射机发出一束激光,激光遇到物体后反射回来,接收机收到反射回来的激光,计算自发出激光到收到激光的时间,用此时间乘以激光的速度再除以2就是测距仪到被测物体见的距离 2. 超声波测距仪 超声波测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。 超声波测距仪，由于超声波受周围环境影响较大，所以一般测量距离比较短，测量精度比较低。目前使用范围不是很广阔，但价格比较低，一般几百元左右。 3.红外测距仪 用调制的红外光进行精密测距的仪器，测程一般为1-5公里。利用的是红外线传播时的不扩散原理：因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离

光电测距仪测距误差分析

光电测距仪测距误差分析 武汉大学电子信息学院湖北武汉 摘要：本文指出了光电测距仪测距误差的主要来源，对测距误差及其影响进 行了分析，并给出精度评定的方法。 关键词：光电测距仪测距误差精度评定 一、引言 光电测距仪自问世以来,以其操作方便、快捷、高效、精密、自动化、智能化等特点,被广泛应用于工程测量、控制测量、地形测量、地籍与房产测量、施工放样、工业测量及近海定位等领域。数字地球的建设,也以其为基本的数字采集设备之一。作为一种被多种领域频繁使用的长度计量仪器,光电测距仪测距误差的分析与测距精度的定期评定始终是用户和承包方关心的问题。因为仪器能否在要求的精度下可靠地工作,是测量工作能否保质保量完成的前提条件。 国家技术监督局对光电仪器（全站仪、测距仪）测距系统的检定目的、项目和方法作了具的规范要求，本文就光电仪器的测距误差及精度评定进行分析。 测距精度是光电测距仪的重要技术指标之一，其测距精度不但与仪器的性能有关，同时也取决于使用方法和实测时外界因素的影响。分析测距误差的来源和影响程度，找出消除或减弱误差的措施和方法，对于正确、合理地使用仪器和维护仪器，以便测出精度较好的距离成果和分析测距成果质量等都是很有必要的。按照规范要求，对仪器进行检定，客观地评定仪器测距的实际综合精度，对了解仪器性能指标，验收新购和修理后的仪器以及合理使用仪器尤为重要。 欲达到系统客观地评定一台光电测距仪的测距精度这一目的，一方面应严格地按照规范要求对仪器进行检定，另一方面还需具备有关测距原理及相关的误差理论知识，以便找出测距误差的主要来源，再进行测距误差分析，作为综合评定仪器精度的依据。 二、光电测距原理 1.光电测距仪按仪器测程分类： 短程光电测距仪：测程在3Km以内，测距精度一般在1cm左右。 中程光电测距仪：测程在3~15Km左右，适用于二、三、四等控制网的边长控制， 精度一般可达±（10mm+6- ?）。 10 远程激光测距仪：测程在15Km以上的测距仪，精度一般可达±（5mm+16- ?）， 10 满足国家一、二等控制网的边长控制。 2.测尺频率的选择： 直接测尺频率方式：直接使用各测尺频率的测量结果组合成待测距离的方式。

超声波测距仪的工作原理2

超声波测距 (程序原理图安装图) 概述 超声波测距学习板，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.27~4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。 超声波测距原理 超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波本时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声波接收器。在超声探测电路中，发射端得到输出脉冲为一系列方波，其宽度为发射超声的时间间隔，被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法：①取输出脉冲的平均值电压，该电压(其幅值基本固定)与距离成正比，测量电压即可测得距离；②测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔t，故被测距离为S=1／2vt。本测量电路采用第二种方案。由于超声波的声速与温度有关，如果温度变化不大，则可认为声速基本不变。如果测距精度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒，由单片机负责计时，单片机使用12.0M晶振，所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。 CJ-3A超声波学习板采用AT89C51或AT89S51单片机,晶振:12M,单片机用P1.0口输出超声波换能器所需的40K方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号,显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,断码用 74LS244,位码用8550驱动. 超声波测距的算法设计: 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米（15℃时）。X2是声波返回的时刻，X1是声波发声的时刻，X2-X1得出的是一个时间差的绝对值，假定X2-X1=0.03S，则有340m×0.03S=10.2m。由于在这10.2m 的时间里，超声波发出到遇到返射物返回的距离，

激光测距仪使用教程

美国LaserCraft高精度激光测距仪－Contour XLRic型，这款激光测距仪是高精度和远量程的结合体，是目前市场性能最好的一款手持激光测量系统。它能成功地在保持良好精度的前提下测量以下目标到前所未有的距离：175米到电力线，400米到电线杆，800米到建筑物。同时，它是一款坚固防水的仪器，遇到下雨，下雪，大雾或沙尘暴天气时，您只把工作模式选择到“坏天气”模式，您的工作就不会受到任何影响。在坏天气下使用它，就如同在好天气下使用一样方便，好用。如果装配了三脚架，它就可以用来进行更远距离的精确测量和进行精密的倾斜测量。 Contour XLR采用最新激光技术，小巧、轻便、使用方便，可准确测量目标距离。有恶劣天气工作模式保证仪器在仪器在雨、雪、雾、沙尘暴天气条件下仍可可靠工作。仪器配备HUD显示器，可边瞄准边测量。是建筑结构规划等通用距离测量的得力仪器。最大测量距离1850米，精度0.1米。 Contour XLRi具有XLR系列的全部特点，同时增加360度倾角传感器。有六种工作模式，分别是距离、角度、水平距离、垂直距离、二点高度、三点高度。有串行口，可通过计算机或数据记录器记录数据。典型应用：矿山地形测量、森林资源调查、倾斜测量、高度测量、水平杆测量、塔高测量。 Contour XLRic将XLRi和GPS以及数据采集器结合起来，可测量不易达到目标的参数。内置软件可计算树高、倾斜、面积、周长、不见线的长度、水平距离等。XLRic内部有数字罗盘和倾角传感器，是测绘的得力仪器。

ContourMAX最大测量距离达到3000米，重仅1.6公斤，首/末目标可选，门控能力、恶劣天气模式、手持/平台安装可选。典型应用：火灾控制系统、遥测、GPS偏移测、航空测量等。和Contour 系列手持激光测量系统中的Contour XLRi比较起来，Contour XLR ic在内部又集成了一个高精度磁通量数字罗盘。配合高精度磁通量数字罗盘，XLR ic在功能就比XLR和XLRi多了不少。有了Contour XLRic，您就可以把它和您的GPS系统连接起来，去测量那些无法到达或不容易到达的地方的坐标信息，省时又省钱。或者您也可以使用它内置的软件计算：树高，倾斜度，面积，周长，空间线段的长度，水平距离，高差等等数据。由于Contour XLRic配置了数字罗盘和倾斜角度测量仪，所以它完全可以被看作是一个手持式全站仪，可以协助您进行测绘和测量工作。一级人眼安全的激光测距仪精确地向您报告以下测量数据：距离，方位，倾斜角。技术特点－测量距离到： 1850米；－测量精度达到：10厘米；－倾斜角度测量；－方位角测量；－周长测量；－面积测量；－电力线高度和垂度测量；－ 3D空间尺寸测量；－连接GPS工作；－高度测量功能；－“点到点”斜距测量；－水平距离测量和垂直距离测量；－独特的坏天气模式：一般的测距仪在天气不好的情况下，测量的距离往往会大大缩短，甚至无法工作。Contour系列激光测距仪的“坏天气模式”消除了这种现象。当天气情况不好的时候，比如：多云，大雾，扬尘，潮湿等，启动该模式，测量起来就和好天气时测量一样轻松快速！工作模式（详细功能）模式一标准测量模式：该模式测量仪

激光测距仪原理

激光测距仪激光测距基本原理 激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。 D=ct/2 式中：D——测站点A、B两点间距离；c——光在大气中传播的速度；t——光往返A、B 一次所需的时间。 由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。 相位式激光测距仪 相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间。 相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。 若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为： t=φ/ω 将此关系代入（3-6）式距离D可表示为 D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ) =c/4f (N+ΔN)=U(N+) 式中：φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。 ω——调制信号的角频率，ω=2πf。 U——单位长度，数值等于1/4调制波长 N——测线所包含调制半波长个数。 Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。 ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。 ΔN=φ/ω

在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。 为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。 由上所述一般情况下相位式激光测距仪使用连续发射带调制信号的激光束，为了获得测距高精度还需配置合作目标，而目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中又一新型测距仪，它不仅体积小、重量轻，还采用数字测相脉冲展宽细分技术，无需合作目标即可达到毫米级精度，测程已经超过100m，且能快速准确地直接显示距离。是短程精度精密工程测量、房屋建筑面积测量中最新型的长度计量标准器具。

Trupulse360激光测距仪中文操作说明.

TruPulse360简易操作说明一、外观说明 1. 1. 发射键 (开机键) 2. 上翻菜单键 3. 下翻菜单键 4. 可调目镜 5. 屈光度调节环 6. 脚架连接口 7. 吊带和镜头盖栓靠杆 8. RS232 数据输出端口 9. 电池盖 10. 激光接收镜头 11. 激光发射镜头 / 目镜 二、基本操作 2.1 开机 打开电池盖，按电池室内图示方向装入2支5号电池，盖好盖子。按下“发射键 (开 机键)”约3秒即开机。 2.2 关机 同时按“下上翻菜单键”和“下翻菜单键”约4秒即关机。待机2分钟左右自动关机（开启蓝牙功能时待机30分钟后关机）。

2.3 系统设置 2.3.1 按住下翻菜单键4 秒钟，进入上图所示系统设置菜单， 按上下键切换”Units”“bt”“InC”“H_Ang”等设置项目。 按发射键进入设置选项， 再按上下键切换选择项， 按发射键选定项目， 再按发射键回到测量工作状态。 测量单位设置 距离单位：Feet（英尺） / Meter（米）倾斜角度单位 Degree（度） 蓝牙功能设置 出现bt_on时按发射键选中拉牙功能开启，出现btoFF 时按发射键关闭蓝牙。

倾斜角度校正： 按住下翻菜单键4 秒，进入系统设置菜单， 按上下键切换到上图所示inC设置画面，按发射键进入inC的设置 菜单，按上下键切换no / yes，当画面显示yes 是按发射键进入倾角校正。 校正图示：把仪器放在平板上，按上图所示方向摆好后各按发射键一次

方位角校正

Slope Distance (SD) 斜距 Azimuth (AZ) 方位角 Inclination (INC) 倾角Horizontal Distance (HD) 水平距Vertical Distance (VD) 垂直距离Height Routine (HT) 高差Slope Distance (SD) 斜距 Azimuth (AZ) 方位角 Inclination (INC) 倾角Horizontal Distance (HD) 水平距Vertical Distance (VD) 垂直距离Height Routine (HT) 高差

汽车倒车测距仪原理及电路分析

汽车倒车测距仪原理及电路分析 汽车倒车测距仪能测量并显示车辆后部的障碍物离车辆的距离，同时可根据报警“嘟嘟”声的间隙来判断距离的远近。主要技术指标：最大探测距离5m;测距相对误差〈士5%;工作环境：-10~55C。雨、雪、雾及黑夜均不受影响。 汽车倒车测距仪电路图a为汽车倒车测距仪电路原理图。IC1、IC2、IC3组成单片机的最小系统。IC3为CPU芯片，IC1为接口电路，IC2为EPROM，内存汽车倒车测距工作程序。仪器有3位LED数码管显示距离，小数点固定在第一位数字后.显示单位为米。IC3的P1 口输出7段显示信号，低电平有效。IC3第10~12脚为数显控制端，低电平有效。数显系统采用扫描显示。IC3第14脚为发射电路控制端，卨电平有效。 汽车倒车测距仪电路图b为40kHz超声波发射电路，IC4为2输人端4与非门，其中两个门组成多谐振荡器.调冇RP1可调节其振荡频率。IC3第13脚为接收信号输人端，低电平有效。汽车倒车测距仪电路图c为音频报警电路。 汽车倒车测距仪电路图d为反射信号接收电路，第二级放大器反馈回路采用LC并联谐振，以提高整机抗干扰性能.U采用收录机陷波线圈，调谐在40kHZ频率上。放大后的反射信号，经VD2、C12整流滤波后输入IC6第4只运放进行电压比较.调节R17,即能调节整机接收距离。当信号有效时，VT5管输出一个低电平脉冲。系统软件根据发射信号和接收信号之间的时间差计算并转换成距离信号予以显示报警。IC3第15脚为报警信号控制端，髙电平有效。图3-10(c)为音频报警电路，IC4另两个门组成音频振荡器，振荡频率约800HZ，由C3耦合至IC5 (LM386)音频放大后驱动扬声器发出“嘟嘟”间隙报警声。当探测到车后有障碍物时，即IC3第13脚有低电平信号输入时，系统软件根据障碍物距离远近输出不同频率的控制方波，距离远方波频率低，嘟声间隙时间长；距离近，方波频率髙，嘟声间隙时间短。因此，驾驶员可以不看数显也能判断出距离障碍物的远近。1C3第16脚输出STOP报警灯信号，当距离障碍物在30cm以内时，输出高电平. VT4导通，发光二极管VD1导通发光，表示应迅速停止倒车。此高电平信号也可用于控制自动刹车。

激光测距仪使用方法

激光测距仪使用方法 激光测距仪的使用方法其实不复杂，只要选择好模式即可，一般都是一键操作。让我们举例说明，以TruPulse 200和欧尼卡2000B为例，方便我们理解具体操作。新发布的TruPulse 200型号测量的不仅仅是距离和角度。这款激光器配备了全新的改进型增强功能，为用户提供先进的尖端技术以及LTI激光器所熟知的易于操作和准确性。外观颜色也有变化，新款图帕斯200外观是以黑色为主，搭配黄色线条。 一、图帕斯200升级版优势在于： TruPulse图帕斯200激光测距仪，相比以前老款，精度提升到0.2米，且带有蓝牙，外观颜色也有变化，黑黄相间。 1、主要功能和增强功能： 精确度提高33％ 目标收购率提高25％ 无线通信 晶莹剔透的7倍光学镜片 可调节的眼睛屈光度 TruTargeting技术 2、所有TruPulse激光测距仪的主要特点： 以度或百分比度量斜率距离（SD）+倾角（INC） 计算水平距离（HD）+垂直距离（VD）+高度（HT）+ 2D缺失线（ML） 使用***近+***远+连续+过滤器模式区分所需目标与周围障碍物 安装在三脚架上，并具有优质光学元件，可增强视野 二、产品参数：

二、五种测量方式： 1、SD模式点到点直线距离 (斜距)十字光丝直接瞄准被测物体按FIRE键 2、VD模式垂直高度 (相对高度)即:单点定高目镜内部十字光丝直接瞄准被测物体的最高点适合测量悬空物体的 相对高度（如:高架线缆） 3、HD模式水平距离十字光丝瞄准被测物体仪器内置的倾斜补偿器会进行自动角度补偿计算 离被测物体的水平距离 4、HT模式绝对高度即:三点定高，目镜内部十字光丝直接瞄准被测物 测量顺序：瞄准被测中部，先测HD水平距离 瞄准被测物体的顶部，按FIRE键 瞄准被测物体的底部，按FIRE键 适合测量建筑物实体的绝对高度——如:建筑物高度，树木高度，塔台高度； 5、INC模式倾斜角度 （俯仰角度)十字光丝直接瞄准被测物体，按FIRE键。 图帕斯测距仪系列产品质量是测绘行业公认的，但其价格也同样是测绘行业顶尖的。而 拥有同样性能的欧尼卡2000B，价格要比图帕斯低约三分之一。下面我们再来看看欧尼卡2000B测距仪的产品参数，通过产品功能和参数的对比让我们来进一步了解产品是否符合我 们的需求，综合考虑产品性能和产品价格。Onick 2000B的推出，代表着测量精度达到一个 新的革命性专业水平，200米测距范围内，精准测量0.2米，带有蓝牙和RS232串口，覆盖 了图帕斯200B，在电力线路勘测应用领域中被广泛运用。坚固的外观材质，舒适的防滑胶皮，目镜屈光度调节旋转顺滑，进一步提升使用体验，内置1200毫安锂电充电系统，可测量1万次左右。Onick 2000B测距仪直观、方便、快捷的功能，助您户外开展工作更高效！

相位式光电测距仪的工作原理

§4.2 相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的种类较多，但其基本的工作原理是相同的。本节将讨论相位式光电测距仪的工作原理，并着重介绍它的几个主要部件的工作原理。 4.2.1 相位式光电测距仪的工作原理 相位式光电测距仪的工作原理可按图4-4所示的方框图来说明。 图4-4 由光源所发出的光波（红外光或激光），进入调制器后，被来自主控振荡器（简称主振）的高频测距信号1f 所调制，成为调幅波。这种调幅波经外光路进入接收器，会 聚在光电器件上，光信号立即转化为电信号。这个电信号就是调幅波往返于测线后经过解调的高颇测距信号，它的相位已延迟了Φ。 ?Φ+?=ΦN π2 这个高频测距信号与来自本机振荡器（简称本振）的高频信号1f '经测距信号混频器进行光电混频，经过选频放大后得到一个低频（11f f f '-=?）测距信号，用D e 表示。D e 仍保留了高频测距信号原有的相位延迟?Φ+?=ΦN π2。为了进行比相，主振高频测距信号1f 的一部分称为参考信号与本振高频信号1f '同时送入参考信号混频器，经过选频放大后，得到可作为比相基准的低频（11f f f '-=?）参考信号，0e 表示，由于0e 没有经过往返测线的路程，所以0e 不存在象D e 中产生的那一相位延迟Φ。因此，D e 和0e 同时送人相位器采用数字测相技术进行相位比较，在显示器上将显示出测距信号往返于测线的相位延迟结果。

当采用一个测尺频率1f 时，显示器上就只有不足一周的相位差?Φ所相应的测距尾数，超过一周的整周数N 所相应的测距整尺数就无法知道，为此，相位式测距仪的主振和本振二个部件中还包含一组粗测尺的振荡频率，即主振频率 32,f f 和本振频率 32,f f ''。如前所述，若用粗测尺频率进行同样的测量，把精测尺与一组粗测尺的结果组合起来，就能得到整个待测距离的数值了。 4.2.2 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理 1.光源 相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs ）二极管和氦-氖（He-Ne ）气体激光器。前者一般用于短程测距仪中，后者用于中远程测距仪中。下面对这二种光源作一介绍。 （1）砷化镓（GaAs ）二极管 砷化镓（GaAs ）二极管是一种晶体二极管，与普通二极管一样，内部也有一个PN 结，如图4-5所示。它的正向电阻很小，反向电阻较大。当正向注入强电流时，在PN 结里就会有波长为0.72～0.94μm 之间红外光出射，而且出射的光强会随着注入电流的大小而变化，因此可以简单地通过改变馈电电流对光强的输出进行调制，即所谓“电流直接调制”。这对测距仪用作光源十分有意义，因为能直接调制光强，无需再配备结构复杂、功耗较大的调制器。此外，砷化镓二极管光源与其他光源比较，还有体积小重量轻，结构牢固和不怕震动等优点，有利于使测距仪小型化，轻便化。 图4-5 图4-6 GaAs 二极管有两种工作状态，一种是发射激光，称为GaAs 激光器；另一种是发射红外荧光，称为发光二极管。两者的区别，主要是注入电流强度的不同。由于GaAs 发光管，发射连续的红外光频带较宽（100～500o A ），波长不够稳定，功率较小（约3mW ）和发散角大（达50o ），故采用这种光源的测距仪的测程都不远，一般在3km 以内。红外光的波长，因GaAs 掺杂的差异和馈电电流等不同而异。如国产HGC-1红外测距仪的=λ0.93μm ；瑞士DI3和DI3S 的λ分别为0.875μm 和0.885μm ；瑞典AGA-116的