Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
СВЕТОДАЛЬНОМЕР

СВЕТОДАЛЬНОМЕР

СВЕТОДАЛЬНОМЕР - прибор для измерения расстояний по времени прохожденияего оптич. излучением (светом). С. содержит источник оптич. излучения, <устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмноеустройство и устройство измерения временных интервалов.

С. разделяются на импульсные и фазовые в зависимости от методов определениявремени прохождения оптич. излучением расстояния до объекта и обратно (см.Светодальнометрия). Импульсные методы (методы с непосредств. измерениемвремени распространения) позволяют получать достаточно высокую точность(единицы и десятки см) только в случае усреднения большого числа измерений.

В импульсных С. источником излучения обычно являются твердотельные иполупроводниковые лазеры, работающие в ближнем ИК-диапазоне (0,81,06мкм), излучение к-рых формируется в виде коротких импульсов. Медленно меняющиесярасстояния измеряются с помощью одиночных импульсов; при быстро меняющихсярасстояниях применяется непрерывно-импульсный режим излучения. Твердотельныелазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50-100 Гц, полупроводниковые- до 10⁴-10⁵ Гц. Короткие импульсы (20-40 нс) твердотельныхлазеров формируют в режиме модуляции добротности с помощью различного рода оптических затворов. В полупроводниковых лазерах генерация короткихимпульсов мощностью до сотен Вт осуществляется путём формирования короткихимпульсов тока накачки.

Импульсные С. используются в основном для измерения расстояний (сотним - десятки км) до диффузно-рассеивающих объектов с точностью до единицм.

В фазовых С. в качестве источников излучения применяются, как правило, <светодиоды, непрерывные газовые лазеры (Не - Ne, He - Cd, CО ₂ )либо полупроводниковые лазеры с мощностью излучения в единицы мВт.

Обычно модуляция гармонич. сигналом оптич. излучения газовых лазеровосуществляется внеш. электрооптич. или акустооптич. модуляторами на частотахдо десятков и сотен МГц, а модуляция полупроводниковых излучателей - токомнакачки. Фазовые С. обеспечивают дальность действия при работе с оптич. <отражателями на объекте от единиц до десятков км, а при диффузном отраженииот объектов - до сотен м.

В качестве фотоприёмников чаще всего применяются фотодиоды или фотоумножители. <Из-за нестабильности электронных элементов фазовый сдвиг сигналов за времяизмерений подвергается дрейфу. Для его учёта в С. включается линия оптич. <короткого замыкания - система зеркал и призм или световодов, по к-рой модулиров. <свет направляется из передатчика в приёмник, минуя измеряемую дистанцию. <Измерение разности длин внеш. и внутр. дистанции позволяет учитывать икомпенсировать ошибку за счёт дрейфа масштабной частоты. Большинство совр. <С. построено по гетеродинной схеме с измерением разности фаз на низкойпромежуточной, частоте, что позволяет автоматизировать процесс измеренийс использованием цифровых методов. При этом разность фаз между опорными измерит. сигналами представляется в виде последовательности импульсов, <число к-рых подсчитывается.

Совр. С. по назначению и техн. параметрам условно можно разделить натри группы: для измерения больших расстояний (до 50 км) с ошибкой измерения5-20 мм; для измерения малых расстояний (до 1015км) с ошибкой измерения 510 мм; прецизионные С. с ошибкой измерения 0,3-0,5 мм и дальностью до 0,1-1км. Нек-рые совр. С. представляют собой светодальномерные насадки на теодолит, <что расширяет круг решаемых прибором задач.

Объединение дальномерной и угломерной частот в единую конструкцию выделилоотд. группу приборов - электронные тахеометры, представляющие собой комбинацииэлектронного теодолита, свето дальномера и микропроцессора. В отд. классвыделяются двухволновые С., позволяющие измерять расстояния (с коррекциейвлияния атмосферы) дисперсионным методом определения среднего вдоль трассыпоказателя преломления воздуха.

Лит. см. при ст. Светодалънометрия. Ю. В. Попов, В. Б. Волконский.