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
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
红外测距的优点是便宜,易制,安全,缺点是精度低,距离近,方向性差。
红外测距仪和超声波测距仪技术相对落后,现在一般概念上红外测距仪,也就是指激光测距仪。二( 红外测距仪原理
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。
红外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。
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。现应用最多的是leica公司生产的DISTO系列手持式激光测距仪和图雅得Trueyard 激光测距望远镜和奥尔法激光望远镜测距仪等。
在购买测距仪时,测距仪的品牌主要有哪些呢,2013年10月美国光学时代周刊通过对全美近10000名用户的调查,通过对测距仪的品牌市场份额调查以及客户的美誉度评选出了全球10大测距仪品牌:
一( LECIA徕卡激光红外测距仪短距离手持测距仪全球第一品牌
徕卡在测量测绘领域拥有非常高的美誉度,主要以生产高精度短距离的手持测距仪为主,在手
持测距仪领域占有非常的市场份额,一直是全球手持测距仪的销量冠军,近2年其在手持测距仪领
域的领导地位受到了德国博世BOSCH的强烈冲击,在很多区域市场博世BOSCH 已经超越LECIA徕卡
成为第一品牌。
二( TRUEYARD图雅得激光红外测距仪长距离望远镜式测距仪全球第一品牌图雅得全球知名的户外光学品牌,在长距离望远镜激光红外测距仪领域,具有非常重要的位
置。长期占据全球望远镜测距仪销量第一的品牌。2012年美国时代周刊对全美的调查数据显示,在
望远镜测距仪的客户中,超过52%的客户使用的是图雅得激光红外测距仪。图雅得望远镜测距仪具有
测量精准,操作简便,功能强大、性价比极高的特点。
作为老牌的望远镜测距仪专业生产厂家,图雅得拥有多项望远镜测距仪的专利生产技术。目
前在各大品牌,图雅得是为数不多的能够生产测距+测高+测角+测高差的一体机型的品牌,另外三大
竞争对手都没有这样的技术,尼康只能生产测距+测高的一体机,而博士能只能生产测高+测角的一
测角+测距的一体机,正式由于图雅得在技术上领先的原因,让其一直体机,奥尔法只能生产测高+
占据全球销量第一的宝座。
图雅得在技术上领先的还有一个原因是,图雅得是所有激光红外测距仪中测量速度最快的机型,
同时所有机型都有连续测距的功能。
图雅得最为知名的机型,是SP1500,SP2000 1500米超长测距,性价比很高的一款机型。2011年
图雅得推出YP系列高品质机型,其售价不到3500元的YP900H在2011年成为当年度最耀眼的机型,
她是图雅得测距+测高+测角一体测距仪的精品,在功能上远远超过了其它品牌。
电源 CR-2 电池 (3V) 第三代镜头 ILC抗干扰激光接收器测距范围 6-900m 物镜倍数 6倍测距精度 ?1m 外形大小99 ×65 ×38 mm 工作温度 -20-50 ? 净重 180g
2013年10月,图雅得新一代SP2000H面市,标准着多功能激光红外测距仪跨
入一个新世界。
SP2000H, 2000米测距,除了可以测高,测距和测角外,增加测高差(绝对高度)的领先功能。同时
增加了无需开启红外发射器就能连续测角的功能。该款产品在上市后两月,深受客户青睐,成为新
一代多功能激光红外测距仪的销售冠军。
测距范围 10-2000m 测距精度 ?1m 测距显示视野内LCD显示物镜倍数 8倍
物镜口径 30mm 视野 1000m处为132m 工作温度 -20-50 ? 使用湿度《=80% 出瞳直径 3.8mm
出瞳距离 13mm 对焦方式目镜调焦电源 CR-2 电池 (3V) 外形大小
148×96×58 mm 净重 230g 测距功能测距、测高、测高度
三( BOSCH博世激光红外测距仪
短距离手持测距仪新秀,直逼徕卡,全球第二大手持测距仪品牌
博世在测量仪器领域也具有非常高的知名度,在很多产品上其超过徕卡。在短距离手持测距仪方面,
博世起步较徕卡晚,但是近2年增长迅猛,直接威胁到了徕卡在全球手持测距仪的垄断地位。同样
精度和距离的手持测距仪,其售价会比徕卡低10%左右,从而具有极高的性价比。
四( ORPHA奥尔法激光红外测距仪望远镜激光红外测距仪新秀,成长非常迅猛,全球第三大望远镜
测距仪
奥尔法是全球知名的夜视仪品牌,作为夜视仪全球销量第一的品牌,奥尔法在望远镜激光红外测距
仪领域进入稍晚,但是从2002年开始进入这个领域,奥尔法就成为业界关注的焦点,凭借其在夜视
仪领域的客户群和影响力。每年以进30%的增长速度增长,2011年成为全美第二大望远镜测距仪品
牌。
奥尔法测距仪具有极高的性价比,是性能和价格的完美统一。奥尔法测距仪特点是操作简单,超快
测距速度,超高性价比。非常出名的机型是600A, 和1800米测距的1800A
测距范围 15-1800m 测距误差 ?1m?0.1% 电源 6F22 (9V) 出瞳直径 3.6mm 出瞳距离 13.5mm 外形尺寸 60x145x145mm 净重 425g 有效物镜口径 30mm 五( BUSHNELL博士能激光红外测距仪 - 全球第二大望远镜测距仪品牌
博士能在户外光学领域可以说位置极高,因为他是目前户外光学产品线最全的品牌,包括了望远镜
测距仪,双筒望远镜,观鸟镜和夜视仪。博士能双筒望远镜一直维持全球第一的位置。在望远镜测
距仪方面,则多年来一直保持全美第三的位置。
博士能望远镜测距仪,产品非常多,是目前产品型号最多的品牌。其望远镜测距仪产品非常适合高尔夫运动,以及打猎。功能方面都是偏向这两个方面设计的。但是作为普通领域应用时,操作相对繁琐一点。另外一点产品缺乏测高的功能。但是其测距仪的观测效果非常好。
博士能的测距仪,最为知名的型号是ELITE 1500(205100),这是一款非常传奇的测距仪,全球销量累计超过100万台。这是一款1500码的测距仪,相对于博士能另外款式都是中国产的,ELITE 1500是唯一一款在日本生产的测距仪,做工精美。这款测距仪性价比非常高,不到3000元的售价,非常具有吸引力,另外其主要特点是续航时间非常长,操作简单方便,测量精准会计。
博士能更新的产品是201965是博士能2012年最新的产品,相对博士能另外测距仪产品,其精度提高到了0.5码,同时采用更为快速的芯片,让201965测距速度更快。需要高精度的测距仪,这款是一个比较好的选择。201965是一款多功能测距仪,可以测角度,测水平距离。与其外观一样的另外一款机型是博士能201960(Z6),这款是高尔夫专用测距仪。在高尔夫领域非常出名。但是对于普通使用,由于其只提供了旗杆测量一种测量模式,对环境的适应能力会比较差,在有的环境下,测量不准确。相对来说,201965具有更高的性价比。
博士能另外一款非常出名的机型,是短距离的202205,这是一款850码的短距离测距仪,其特点是外观小巧精致,测量快捷,售价不到1700元,可谓超高性价比。
六(NIKON 尼康激光红外测距仪
尼康也是非常出名的光学产品品牌,在相机及镜头方面位置非常重要。在望远镜测距仪产品上,尼
康由于把该产品作为边缘产品,未投入研发资金,其生产技术多为外购,所以其产品在功能上相对
会比较落后一些。
其所有的产品没有测高的功能,其2011年推出的新款1000AS也仅仅带测高的功能,而测角功能在
五年前就已经广泛应用于图雅得,博士能,奥尔法等一线品牌了。
作为尼康的边缘产品,尼康望远镜测距仪的定价偏高,以利润为导向的产品,这也严重的影响到其
性价比。相对于博士能来说,尼康的产品都属于博士能二代的产品,所以尼康的测距仪在性能上会
远低于博士能产品。
尼康最为知名的1200S,与博士能ELITE 1500(205100)无论在测量距离,还是在测量速度,操作
方便上都有差距。而博士能205100的售价却低于尼康1200S,另外虽然尼康是日本品牌,其1200S却
是在中国生产,而博士能虽然是美国品牌,其205100却是在日本生产的。。
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? 【唯美句子】走累的时候,我就到升国旗哪里的一角台阶坐下,双手抚膝,再闭眼,让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。
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? 【唯美句子】清风飘然,秋水缓淌。一丝云起,一片叶落,剔透生命的空灵。轻轻用手触摸,就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去,是眷恋,是装点,瞬间回眸,点亮了生命精彩。顶 11 收藏 9
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其乐融融的山林气息,与世无争的世外桃源,让人心旷神怡。
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? 【唯美句子】流年清浅,岁月轮转,或许是冬天太过漫长,当一夜春风吹开万里柳时,心情也似乎开朗了许多,在一个风轻云淡的早晨,踏着初春的阳光,漫步在碧柳垂青的小河边,看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌,清澈见底的的河水,可以数得清河底的鹅软石,偶尔掠过水面的水鸟,让小河荡起一层层的涟漪。河岸换上绿色的新装,刚刚睡醒的各种各样的花花草草,悄悄的露出了嫩芽,这儿一丛,那儿一簇,好像是交头接耳的议论着些什么,又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4
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? 【唯美句子】在这极致的悲伤里,我看到了世间最美的爱,可谁又能明白,此刻的我是悲伤还是欢喜,也许只有那拨动我心弦的秋季,才知道潜藏在我心中的眼泪。
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? 【唯美句子】看着此情此景,我细细地聆听。像是听到了落叶的呢喃,秋风的柔软,在这极短的瞬间,他们一起诉说着最美的爱恋,演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大地,露出幸福的模样,你看,它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现,秋风并非是想象中的刽子手,原来它只是在叶子生命的最后一刻,让它体会到爱的缠绵,飞翔的滋味。
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? 【唯美句子】很感谢那些耐心回答我的人,公交上那个姐姐,还有那位大叔,我不知道他们是不是本地人,但我们遇到的一个交警协管,一位头发花白的大
姐,她是上海本地人,很和善,并不像有些人说的上海人很排外。事实上,什么都不是绝对的。
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? 【唯美句子】我嗅到浓郁的香奈尔,却也被那种陌生呛了一鼻。也许,我却不知道,那时的感受了。那里没有那么美好,没有安全感,归属感。我想要的自由呢,不完全地体验到了。顶 2 收藏 1
? 【唯美句子】那些繁华的都市,车水马龙,灯红酒绿,流光溢彩,却充斥着一种悲哀,浮夸。我看到各种奢华,却也看到各种卑微,我看到友善亲和,也看到暴躁粗鲁,我看到金光熠? 【优美语句】踏过一片海,用博识的学问激起片片微澜;采过一丛花,正在聪慧的碰碰外送来缕缕清喷鼻;无过一个梦,决定从那里启程。
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? 【优美语句】人生如一本书,应该多一些精彩的细节,少一些乏味的字眼;人生如一支歌,应该多一些昂扬的旋律,少一些忧伤的音符;人生如一幅画,应该多一些亮丽的色彩,少一些灰暗的色调。
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? 【优美语句】母爱是一滴甘露,亲吻干涸的泥土,它用细雨的温情,用钻石的坚毅,期待着闪着碎光的泥土的肥沃;母爱不是人生中的一个凝固点,而是一条流动的河,这条河造就了我们生命中美丽的情感之景。
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? 【优美语句】生活如海,宽容作舟,泛舟于海,方知海之宽阔;生活如山,宽容为径,循径登山,方知山之高大;生活如歌,宽容是曲,和曲而歌,方知歌之动听。
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? 【优美语句】母爱就是一幅山水画,洗去铅华雕饰,留下清新自然;母爱就象一首深情的歌,婉转悠扬,轻吟浅唱;母爱就是一阵和煦的风,吹去朔雪纷飞,带来春光无限。
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? 【优美语句】努力奋斗,天空依旧美丽,梦想仍然纯真,放飞自我,勇敢地飞翔于梦想的天空,相信自己一定做得更好。
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? 【优美语句】品味生活,完善人性。存在就是机会,思考才能提高。人需要不断打碎自己,更应该重新组装自己。
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? 【优美语句】母爱是一缕阳光,让你的心灵即使在寒冷的冬天也能感到温暖如春;母爱是一泓清泉,让你的情感即使蒙上岁月的风尘依然纯洁明净。
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? 【优美语句】母爱是温暖心灵的太阳;母爱是滋润心灵的雨露;母爱是灌溉心灵的沃土;母爱是美化心灵的彩虹。
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? 【优美语句】一轮金色的光圈印在海面,夕阳将最后的辉煌撒向了大海,海平面波光潋滟,金光闪闪,夕阳下的海水让最后一丝蓝也带着感动。温和的海水轻轻地拍打着我的脚踝,我张开双臂拥抱最温馨的时刻……我爱大海宽广的胸怀,无论多大的风浪,她都可以揽入怀中;无论多少风雨,都无法将她击垮;无论多少河流,她都可以容纳;我愿做一只填海的燕,填平她的波涛翻滚,填平她的汹涌愤怒,只留下平静、柔和的海面。
激光脉冲测距
1 目录 一工作原理 (3) (1)测距仪工作原理 (3) (2)激光脉冲测距仪光学原理结构 (3) (3)测距仪的大致结构组成 (4) (4)主要的工作过程 (4) (5)激光脉冲发射、接收电路板组成及工作原理 (5) 二激光脉冲测距的应用领域 (5) 三关键问题及解决方法 (6) (1)优点 (6) (2)问题及解决方案 (7) 2 一工作原理 (1)测距仪工作原理 现在就脉测距仪冲激光测距简要叙述其工作原理。简单地讲,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t,光速c 和往返时间t 的乘积的一半,就是测距仪和被测量物体之间的距离。一般一个典型的激光测距系统应具备以下四个模块:激光发射模块;激光接收模块;距离计算与显示模块;激光准直与聚焦模块,如图2-1 所示。系统工作时,由发射单元发出一束激光,到达待测目标物后漫
反射回来,经接收单元接收、放大、整形后到距离计算单元计算完毕后显示目标物距离。在测距点向被测目标发射一束强窄激光脉冲,光脉冲传输到目标上以后,其中一小部分激光反射回测距点被测距系统光功能接收器所接受。假定光脉冲在发射点与目标间来回一次所经历的时间间隔为t,那么被测目标的距离 D 为:式中:c 为激光在大气中的传播速度;D 为待测距离;t 为激光在待测距离上的往返时间。 R=C*T/2 (公式1) 图一脉冲激光测距系统原理框图激光脉冲测距仪光学原理结构2() 3
图二)测距仪的大致结构组成(3 时钟脉冲门控电路、脉冲激光测距仪主要由脉冲激光发射系统、光电接收系统、 振荡器以及计数显示电路组成4)主要的工作过程(其工作过程大致如下:首先接通电源,复原电路给出复原信号,使整机复原,准备进行测量;同时触发脉冲激光发生器,产生激光脉冲。该激光脉冲有一小部分能量由参考信号取样器直接送到接收系统,作为计时的起始点。大部分光脉冲能量射向待测目标,由目标反射回测距仪的光脉冲能量被接收系统接收,这就是回波信号。参考信号和回波信号先后由光电探测器转换成为电脉冲,并加以放大和整形。整形后的参考信号能触发器翻转,控制计数器开始对晶格振荡器发出的时钟脉冲进行计数。整形后的回波信号使触发器的输出翻转无效,从而使计数器停实验装置实止工作。这样,根据计数器的输出即可计算出待测目标的距离。三单片机开放板和激光脉冲发射、接收电路验装置包括“”“”。 4 (5)激光脉冲发射、接收电路板组成及工作原理 激光脉冲发射/接收电路板原理框图如图2.3所示。图中EPM3032为CPLD;MAX3656为激光驱动器;MAX3747为限幅放大器;T22为单端信号到差分信号转换芯片;T23为差分信号到单端信号转换芯片;LD为半导体激光器;PD为光电探测器。板子上端的EPM3032被编程为脉冲发生器,输出重复频率为1KHz,脉冲宽度为48ns的电脉冲信号。此信号经MAX3656放大后驱动LD发光。板子下端的EPM3032被编程为计数器,对125MHz晶振进行计数。其计数的开门信号来自上端的TX信号,关门信号来自PD的输出。计数器的计数结果采用12 位二进制数据输出,对应的时间范围为0~32.7?s。 二激光脉冲测距的应用领域 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。 激光测距仪已经被广泛应用于以下领域:电力.水利.通讯.环境.建筑.地质.警务.消防.爆破.航海.铁路.反恐/军事.农业.林业.房地产.休闲/户外运动等。 由于激光在亮度、方向性、单色性以及相干性等方面都有不俗的特点,它一出现就吸引了众多科学工作者的目光,并被迅速地被应用在工业生产方面、国防军工方面、房地产业、各级科研机构、工程、防盗安全等各个行业各个领域:激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等)、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。有关于激光的研究与生产制造也如火如荼地开展了起来。 5
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
激光测距的方法及原理 激光测距技术与一般光学测距技术相比具有操作方便、系统简单及白天和夜晚都可以工作的优点。与雷达测距相比,激光测距具有良好的抗干扰性和很高的精度,而且激光具有良好的抵抗电磁波干扰的能力。其在探测距离较长时,激光测距的优越性更为明显。光测距技术是指利用射向目标的激光脉冲或连续波激光束测量目标距离的距离测量技术。较常用的激光测距方法有三角法、脉冲法和相位法激光测距。 1.三角法激光测距 激光位移传感器的测量方法称为激光三角反射法,激光测距仪的精度是一定的,同样的测距仪测10米与100米的精度是一样的。而激光三角反射法测量精度是跟量程相关的,量程越大,精度越低。 采用激光三角原理和回波分析原理进行非接触位置、位移测量的精密传感器。广泛应用于位置、位移、厚度、半径、形状、振动、距离等几何量的工业测量。半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集,投射到CCD阵列4上;信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距离。 图1. 激光三角测量原理图 激光发射器通过镜头将可见红色激光射向物体表面,经物体反射的激光通过接受器镜头,被内部的CCD线性相机接受,根据不同的距离,CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度即知的激光和相机之间的距离,数字信号处理器就能计算出传感器和被测物之间的距离。 同时,光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理,并通过微处理器分析,计算出相应的输出值,并在用户设定的模拟量窗口内,按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出,则在设定的窗口内导通,窗口之外截止。另外,模拟量与开关量输出可设置独立检测窗口。常用在铁轨、产品厚度、平整度、尺寸等方面。
红外测距传感器:Sharp红外传感器的原理以及使用技巧 2009-02-23 21:20 在过去几年中,Sharp开发了很多种红外距离传感器。这些传感器不但体积小,功耗也很低。这篇文章就简单的介绍一下这些传感器的不同点,使用方法,接口方法以及一些使用上的小技巧。 工作原理: Sharp的红外传感器都是基于一个原理,三角测量原理。红外发射器按照一定的角度发射红外光束,当遇到物体以后,光束会反射回来,如图1所示。反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后,会获得一个偏移值L,利用三角关系,在知道了发射角度a,偏移距L,中心矩X,以及滤镜的焦距f以后,传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。
图1:三角测量原理 可以看到,当D的距离足够近的时候,L值会相当大,超过CCD的探测范围,这时,虽然物体很近,但是传感器反而看不到了。当物体距离D很大时,L值就会很小。这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键,也就是说CCD 的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。要检测越是远的物体,CCD的分辨率要求就越高。 非线性输出: Sharp GS2XX系列的传感器的输出是非线性的。没个型号的输出曲线都不同。所以,在实际使用前,最好能对所使用的传感器进行一下校正。对每个型号的传感器创建一张曲线图,以便在实际使用中获得真实有效的测量数据。下图是典型的Sharp GP2D12的输出曲线图。 图2:Sharp GP2D12输出曲线 从上图中,可以看到,当被探测物体的距离小于10cm的时候,输出电压急剧下降,也就是说从电压读数来看,物体的距离应该是越来越远了。但是实际上并不是这样的,想象一下,你的机器人本来正在慢慢的靠近障碍物,突然发现障碍
§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
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
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。
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
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,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,
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,
产品介绍: 超声波测距仪在国外被称之为“电子卷尺”,适用于建筑、装修、工程等场所,能够做到传统卷尺力所不及的测量。本店销售的超声波测距仪根据厂家提供的数据显示已经是目前国际上性能比较好的产品,而且在欧美市场的占有率相当高,比起其他品牌的测距仪在超声波发射角、抗干扰处理等方面上有了明显地差别。 型号:CP-3007 出口产品,英文说明书!如果需要中文说明书的以电子文档方式提供. 红外测距仪超声波测距仪工程测距无线测距真方便! 测量时注意事项: 1.超声波测距仪测试的是障碍物离机器底部的距离,而不是顶部距离,如果以顶部为准,你会发现显示距离与实际距离永远有那么10几cm的误差,呵呵。 2.测量时机身与墙壁尽量保持垂直,尤其是所测距离较远时,越垂直,测量数据精度越高,反之斜度越大,误差越大。长距离测量时建议开一下激光定位以尽量保持垂直 最新款CP3007激光测距仪超声波测距仪
详细中文使用说明书: CP-3007超声波测距仪使用指南 准备 安装电池 你的测距仪需要9V的电池。为了更好的使用和延长寿命,我们建议你使用碱性的电池。 请根据以下步骤安装电池: 1. 按照电池室箭头的方向去放; 2. 盖是推滑开的,电池室里有正负(+和-)两极, 3. 打开盖子 4. 当显示电量低时或者是测距仪不能运行时,请更换电池。 警示:如果是一个月或者是一个月以上不用,请把电池取出,以免电池长时间不用漏液损坏仪器。 测距仪的稳定化处理: 此仪器对温度和湿度很敏感,在使用之前,等15—30分钟直到测距仪稳定到室温。 使用 测距仪的开关: 要打开此仪器,请按“MEASURER”即使在黯淡的光线下也能很容易显示屏幕,等电压稳定了,就可以
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。
1.先要给激光测距仪装上电池,对于那些可以直接充电的激光测距仪,我们在使用前要先把电充满。 2.每一个激光测距仪上都会有一个开关电源,有的是通过轻按“发射键”,测距仪内部电源就可以打开,通过目镜可看见测距仪处于待机状态。 3.打开电源后,在测量前,我们还要选择好单位,操作方法是长按“模式键”,就可以直接选择你要选择的单位了。 4.一切准备工作都做好之后,我们可以通过测距仪目镜中的“内部液晶显示屏”瞄准被测物体,注意手不要抖动,这样可以减小误差,测量结果会更准确。 5.确定描准之后,轻按“发射键”,这时测量的距离就会显示在“内部液晶显示屏”上,我们可以记下这个数值,如果担心测量不准确,可以多测几次。 6.在瞄准被测物体时,如果感觉被测物体不是很清晰,我们可以通过“+/-2屈光度调节器”来调节被测物体远近的清晰度,可以通过顺转或逆转来调节远近,以达到最理想的清晰度。 注:各种品牌各种型号可能会有所差异,但基本使用方法都是大同小异,看看说明书应该操作都不会有问题。 扩展资料: 手持式测距仪,是根据利用电磁波学、光学、声学等原理且具有
小巧机身,用于距离测量的仪器。 原理:手持式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。 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。
武汉大学珞珈学院本科生毕业论文(设计)开题报告 论文题目:基于单片机的红外测距系统设计 系:电子信息科学系学号: 20100802041 姓名:钱源 一、论文选题的目的和意义 红外线是不可见光,是电磁波的一种形式,可以用来进行距离的测量,其应用历史可以追溯到上世纪60年代。现代科学技术的发展进入了许多新领域,而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。其中激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来的激光束探测物体的距离。由于受恶劣的天气、污染等因素影响,使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右,损失很大,影响探测的精确度;微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵,现在几乎还没有开拓民用市场;超声波测距在国内外已有人做过研究,由于采用特殊专用组件使其价格高,难以推广;红外线作为一种特殊的光波,具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等,且由于其技术难度相对不太大,构成的测距系统成本低廉,性能优良,便于民用推广。另外红外测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到红外测距仪。红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点,因而应用领域广、行业需求众多,市场需求空间大。 红外测距的研究就非常有意义了。红外线测距仪指的就是激光红外线测距仪,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。在100米以内则超声波测距更有优势,但是超声波测距的距离一般无法测量1米以内,而红外测距则可以这一段距离的不足,而且有着不错的精度,在本课题中研究的就是这一类情况的红外线测距。 二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 (1)国内: 根据《国内近年来红外光电测距仪的发展情况》,随着国家对外开放政策的实施和测量工作的需要,近年来国内一些光学仪器厂和电子仪器厂分别从瑞典、瑞士和日本等国引进几种红外测距仪组装线,组装测距仪,我国有关工厂和院校近年来也研制出一些产品。由于微处理机在国产测距仪上的应用,大大缩小了仪器的体积,同时也减少了出故障的几率,使得国产测距仪的性能和质量都较过去有很大的提高。在国家“六·五”计划攻关中,常州第二电子仪器厂研制的DCHZ 型多功能红外测距仪就是一个很好的例证。该产品经国家测绘局测绘科学研究所光电测距仪检测巾心进行全面质量鉴定后认为:该仪器外型美观、体积小、重量
Forestry pro measurement procedure guide To start :开始 1,press POWER button to turn on按电源键POWER打开 2,confirm your mode with the internal display (default is “last used” setting)确认你的模式与内部显示(默认是“最后的使用“设置) 3,Set your desired mode and start measuring设置你想要的模式,开始测量 Mode setting:模式设置 Target priority modes目标优先模式 1、press and hold MODE button,then press and hold POWER button within 0. 5 second.按下并保持住模式按钮,然后同时按住电源按钮在0.5秒之内 2、Continue to press and hold both buttons(more than 2 seconds)until first target priority mode and distant target priority mode are switched.继续同时按住两个按钮(超过2秒),直到第一个目标优先模式和遥远的目标优先模式切换。 3、if the button is not pressed within 0.5 second ,the display unit
激光雷达测距测速原 理
精品文档 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 激光雷达测距测速原理 1. 激光雷达通用方程 激光雷达方程用来表示一定条件下,激光雷达回波信号的功率,其形式如下: r P 为回波信号功率,t P 为激光雷达发射功率,K 是发射光束的分布函数,12a a T T 分别是激光雷达发射系统到目标和目标到接收系统的大气透过率,t r ηη分别是发射系统和接收系统的透过率,t θ为发射激光的发散角,12R R 分别是发射系统到目标和目标到接收系统的距离,Γ为目标的雷达截面,r D 为接收孔径。 方程作用:激光雷达方程可以在研发激光雷达初期确定激光雷达的性能。其次,激光雷达方程提供了回波信号与被探测物的光学性质之间的函数关系,因此可以通过激光雷达探测的回波信号,通过求解激光雷达方程获得有关大气性质的信息。 2. 激光雷达测距基本原理 2.1 脉冲法 脉冲激光雷达测距的基本原理是,在测距点向被测目标发射一束短而强的激光脉冲,激光脉冲到达目标后会反射回一部分被光功能接收器接收。假设目标距离为L ,激光脉冲往返的时间间隔是t ,光速为c ,那么测距公式为L=tc/2。 时间间隔t 的确定是测距的关键,实际的脉冲激光雷达利用时钟晶体振荡器和脉冲计数器来确定时间t ,时钟晶体振荡器用于产生固定频率的电脉冲震荡 ?T=1/f ,脉冲计数器的作用就是对晶体振荡器产生的电脉冲计数N 。如图所示,信息脉冲为发射脉冲,整形脉冲为回波脉冲,从发射脉冲开始,晶振产生脉冲与计数器开始计数时间上是同步触发的。因此时间间隔t=N ?T 。由此可得出L=NC/2f 。 图1脉冲激光测距原理图 2.2 相位法
光电检测技术与应用 论文 题目:红外测距传感器的工作原理及使用 院系:机电工程学院 班级:测控xxxx 完成日期:2017/5/6 小组:第x组 小组成员:xxxxxxxxxx 红外测距传感器的工作原理及使用 摘要: 利用光的反射性质,将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器,通过单片机的控制,可以完成智能车在运行过程中,对障碍物的处理。避障传感器基本原理:利用物体的反射性质。在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号,就可以确认正前方有障碍物,并送给单片机,单片机进行一系列的处理分析,协调车轮或者舵机工作,完成躲避障碍物的动作。 关键字:光电检测技术、智能车、测距、红外测距传感器、单片机 一、引言 光电检测作为光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术,主要包括光信息获取、光电变换、光信息测量以及测量信息的智能化处理等,具有精度高、速度快、距离远、容量大、非接触、寿命长、易于自动化和智能化等优点,在国民经济各行业中得到了迅猛的发展和广泛的应用,如光扫描、光跟踪测量,光纤测量,激光测量,红外测量,图像测量,微光、弱光测量等,是当前最主要和最具有潜力的光电信息技术。
二、光电检测技术的概念 光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示。光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,以达到电信号输出的目的。然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律,以便于进行相应的电路改进,更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性,从而了解非电量的状态。微弱信号检测的目的是从强噪声中提取有用信号,同时提高测系统输出信号的信噪比。 光电检测技术的系统机构比较简单,分为信号的处理器,受光器,光源。在实际检测过程中,受光器在获得感知信号后,就会被反映为不同形状、颜色的信号,同时根据这些器件所处在的不同位置,就能够将他分为反射型与透过型的两种比较的模式。光电检测的媒介光应当是自然的光,例如白炽灯或者萤光灯。特别是随着这些技术的发展,光电技术也取得的非常好发展。由于投光器在发出光后,会以不一样的方式触摸这些被检测物中,直到照射到检测系统中的受光器中,同时受光器在此刺激下,会产生一定量的电流,这就是我们常说的光敏性的原件,实际生活中应用比较广泛的有三极管、二极管。 三、光电检测技术的应用 智能车方面的应用、家庭扫地机器人方面的应用:利用光的反射性质,将光学系统与电路系统相结合可以制作避障传感器,通过单片机的控制,可以完成智能车在运行过程中,对障碍物的处理。避障传感器基本原理:利用物体的反射性质。在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。传感器检测到这一信号,就可以确认正前方有障碍物,并送给单片机,单片机进行一系列的处理分析,协调车轮或者舵机工作,完成躲避障碍物的动作。 四、常用光电检测器件:红外测距传感器 原理:其输出为电压数值,通过公式L?=?(6762/(9-X))-4可计算出小车与障碍物之间的距离。