מד טווח לייזר חדש בשתי דרכים למדידת מרחק: שיטת דופק ועיקרון שיטת פאזה
מד טווח הוא כלי למדידת אורך או מרחק, וניתן לשלב אותו גם עם מכשירים או מודולים גוניומטריים כדי למדוד זוויות, אזורים ופרמטרים אחרים. מדדי טווח מגיעים בצורות רבות, בדרך כלל גליל ארוך המורכב מעדשת אובייקטיבית, עינית, יחידת תצוגה (שניתן לבנות), סוללה ורכיבים נוספים.
מדדי טווח לייזר יכולים גם לפלוט פולסי לייזר מרובים כדי לקבוע אם חפץ מתרחק או מתקרב למקור אור באמצעות אפקט דופלר.
עקרונות מד טווח
מדדי טווח לייזר משתמשים בדרך כלל בשתי שיטות למדידת מרחק: שיטת הדופק ושיטת הפאזה. התהליך של מדידת מרחק בשיטת הדופק הוא כזה: אור הלייזר הנפלט על ידי מד הטווח מוחזר על ידי האובייקט הנמדד ולאחר מכן נקלט על ידי מד הטווח, המתעד את זמן הנסיעה הלוך ושוב של אור הלייזר בו זמנית. מחצית מהמכפלה של מהירות האור וזמן ההליכה הלוך ושוב הוא המרחק בין מד הטווח לעצם הנמדד. הדיוק של שיטת הדופק למדידת מרחק הוא בדרך כלל בערך +/-1 מטר. בנוסף, נקודת המדידה העיוורת של מד טווח מסוג זה היא בדרך כלל כ-15 מטרים.
מציאת טווח בלייזר היא שיטת מדידת מרחק במציאת טווח גלי אור, אם האור מתפשט באוויר במהירות c ב-A, B שתי נקודות בין הנסיעה הלוך ושוב פעם אחת לזמן הנדרש ל-t, אז המרחק D בין A, B ניתן לבטא שתי נקודות באופן הבא.
D=ct/2
איפה.
D - מרחק בין נקודות A ו-B באתר המדידה;
ג - מהירות האור העובר באטמוספירה;
t - הזמן הדרוש לאור לנסוע מ-A ו-B פעם אחת.
כפי שניתן לראות מהנוסחה לעיל, למדוד מרחק A, B זה למעשה למדוד את זמן התפשטות האור t. על פי השיטות השונות למדידת זמן, ניתן לחלק מדדי טווח לייזר בדרך כלל לשתי צורות מדידה של סוג דופק וסוג פאזה.
מד טווח לייזר מסוג פאזה
מד טווח לייזר מסוג פאזה הוא תדר רדיו, אפנון משרעת קרן הלייזר וקביעת האור המאופנן לקו המדידה וממנו לאחר השהיית הפאזה, ולאחר מכן לפי אורך הגל של האור המאופנן, ההמרה של השהיית הפאזה המיוצגת על ידי המרחק. כלומר, השיטה העקיפה לקביעת הזמן הנדרש לאור על ידי מדידת קו הלוך ושוב, כפי שמוצג באיור.
מד טווח לייזר מסוג פאזה משמש בדרך כלל בטווח דיוק. בגלל הדיוק הגבוה שלו, בדרך כלל בקנה מידה מילימטרי, על מנת לשקף ביעילות את האות, ולגרום לקביעת המטרה מוגבלת לנקודה ספציפית התואמת את הדיוק של המכשיר, מדדי טווח כאלה מוגדרים עם רפלקטור המכונה יעד שיתופי.
