מבוא לממדים נפוצים סיווג של מדדי טווח

מבוא לממדים נפוצים סיווג של מדדי טווח

מכשיר שנועד למדוד אורך ומרחק באמצעות השתקפות והפרעות של אור, קול וגלים אלקטרומגנטיים. על בסיס מדידת אורך, מד הטווח החדש יכול להשתמש בתוצאות מדידת האורך כדי לבצע חישובים מדעיים על השטח, ההיקף, הנפח, האיכות ופרמטרים נוספים של המטרה שיש למדוד. הוא נמצא בשימוש נרחב ביישומים הנדסיים, סקרי GIS, צבא ותחומים אחרים. היקף היישום.

מבוא

מד הטווח הוא כלי למדידת אורך או מרחק של צמח, וניתן לשלב אותו עם מכשיר מדידת זווית או מודול למדידת פרמטרים כמו זוויות ושטחים. ישנן צורות רבות של מד טווח, בדרך כלל צילינדר ארוך, המורכב מעדשת אובייקטיבית, עינית, מכשיר תצוגה (ניתן לבנייה), סוללה וחלקים אחרים.

מגדרי טווח לייזר יכולים גם לפלוט פולסי לייזר מרובים כדי לקבוע אם עצם מתרחק או מתקרב למקור אור באמצעות אפקט הדופלר.

מִיוּן

ניתן לחלק את מדדי הטווח הנפוצים לטווח קצר [1], טווח בינוני וגובה מבחינת טווח;

מאובייקט המודולציה שאומץ על ידי מד הטווח, ניתן לחלק אותו ל: מגדיר טווח פוטואלקטרי ומאיד טווח גלים אקוסטי.

מד מרחק פוטואלקטרי

על פי שיטת מדידת המרחק, מד הטווח הפוטואלקטרי מחולק לשני סוגים: מגדיר טווח שיטת הפאזה ומגלה טווח הדופק [3].

מד טווח הדופק משתמש בקרן אור לאובייקט המטרה כדי למדוד את הזמן שבו אובייקט המטרה ישחזר את האור בחזרה, ובכך מחשב את המרחק בין המכשיר לאובייקט המטרה. מכיוון שללייזר יש כיווניות טובה ואורך גל בודד, מדובר במדידה פוטו-אלקטרית מד המרחק משתמש בדרך כלל בלייזר כאובייקט אפנון, כך שמד המרחק מסוג דופק ידוע גם בשם מד מרחק הלייזר.

מד טווח הלייזר בשיטת הדופק יכול להשיג טווח טווח רחב וניתן להשתמש בו למדידות פנים וחוץ. הטווח הטיפוסי שלו הוא 3.5 מטר עד 2000 מטר, ומאיד טווחי הלייזר לטווח גבוה יכול להגיע ל-5000. מטר, מד טווח הלייזר לשימוש צבאי יכול להגיע לטווח רחוק יותר. בשל היכולת למדוד מטרות מדידה למרחקים ארוכים, על מנת לצפות באופן אינטואיטיבי ביעד מציאת הטווח על ידי המשתמש, לממד הטווח הלייזר יש בדרך כלל מערכת טלסקופית, הנקראת גם טלסקופ מד טווח לייזר. התמונה מימין מציגה שלושה דיאגרמה טיפוסית של טלסקופ מד טווח לייזר.

הדיוק של מד הטווח של הלייזר תלוי בעיקר בדיוק החישוב של המכשיר לחישוב הזמן בין פליטת הלייזר לקליטה. על פי הטכנולוגיה והיישום בהם נעשה שימוש, ניתן לחלק את מד טווחי הלייזר לממדי טווח לייזר קונבנציונליים בעלי דיוק של כ-1 מטר (משמש בעיקר לספורט חוץ, ציד וכו') וממדי טווח לייזר בעלי דיוק גבוה למדידה ומיפוי, מדידת קרקע. , בנייה, יישומים הנדסיים, אירועים צבאיים ואחרים הדורשים דיוק גבוה.

מד הטווח של שיטת הפאזה הוא מד טווח המווסת את הפאזה של אור הלייזר ומשיג את המרחק על ידי מדידת הפרש הפאזה של אור הלייזר המוחזר. בשל הצורך לזהות את השלב של הלייזר המוחזר, האות המתקבל צריך להיות בעל עוצמה חזקה. בהתחשב בבטיחות העין האנושית, לא ניתן להשתמש במערכת הטלסקופית כמו מד טווח הלייזר הדופק, והטווח קטן. , הטווח הטיפוסי של מדידת מרחק הוא 0.5 מ"מ עד 150 מטרים, שיטת הפאזה הכללית מגרת טווחי לייזר משתמשת בלייזר של 635 ננומטר (אדום ויזואלית) כאובייקט לניפוי באגים, והוא מכונה בדרך כלל מגדיר טווח אינפרא אדום, אך ב עובדה ההגדרה של לייזר אינה מבוססת על זה מוגדר על ידי הצבע, ואם מד טווח הלייזר 635nm יוקרן ישירות לעין האנושית, הוא יגרום לנזק בלתי הפיך. הקוראים מתבקשים להשתמש בו ולהגן עליו בצורה נכונה.

מד מרחק קולי

מדידת מרחק אקוסטית היא מכשיר המשתמש במאפייני ההחזר של גלי קול כדי למדוד. בדרך כלל, גלים קוליים משמשים כאובייקט אפנון, כלומר, מדדי טווח קולי. המשדר הקולי פולט גלים קוליים בכיוון מסוים, ומתחיל בתזמון במקביל לפליטת הפליטה. הגלים האולטראסוניים מתפשטים באוויר, וחוזרים מיד כאשר נתקלים במכשולים בדרך, והמקלט האולטראסוני מפריע מיד ומפסיק את התזמון כאשר הוא קולט את הגל המוחזר. על ידי זיהוי רציף של ההדים המשתקפים ממכשולים לאחר פליטת הגלים שנוצרו, נמדד הפרש הזמן T בין הגלים האולטראסוניים הנפלטים להדים המתקבלים, ולאחר מכן מחושב המרחק L.

מכיוון שמהירות ההתפשטות האולטרסאונד באוויר מושפעת מאוד מטמפרטורה, לחות, לחץ אוויר וכו', שגיאת המדידה גדולה, ומכיוון שאורך הגל האולטראסוני ארוך יותר, מרחק ההתפשטות קצר יותר, ולכן לממד הטווח האולטראסוני הכללי יש מרחק מדידה קצר יחסית. , דיוק המדידה נמוך יחסית. עם זאת, בשל המאפיינים של התפשטות בצורת מניפה של גלים קוליים, טווח הזיהוי שלו גדול יותר מזה של מגדרי טווח פוטואלקטרי, והוא נמצא בשימוש נרחב בהגנה על בטיחות, מדידת גובה כבל, זיהוי מכשולים ותחומים אחרים בהנדסה בפועל.