Лабораторна робота 2

Тема: Загальне ознайомлення з електронними віддалемірами

Мета роботи: ознайомлення з загальними питаннями теорії та принципу дії електронних віддалемірів

Загальні положення

Електронні далекоміри використовують для високоточних вимірювань віддалей. Головним призначенням електронного віддалеміра є визначення часу τ_2D, за який електромагнітна хвиля проходить подвійну віддаль від передавача до відбивача. Якщо розрахувати реальну швидкість хвилі υ, то віддаль можна знайти за формулою

(2.1)

Електронні віддалеміри в залежності від характеру електромагнітних коливань діляться на дві групи: з імпульсним ( імпульсні віддалеміри ) і безперервним випромінюванням ( фазові віддалеміри ).

Фізичною основою методів вимірювання віддалі з допомогою електромагнітних хвиль є порівняння параметра хвилі до і після проходження нею вимірюваної віддалі.

рис 2.1 – Загальна схема електронного віддалеміра

У залежності від параметру хвилі, який порівнюється, у приймачі існують наступні методи вимірювань: часовий ( імпульсний ), фазовий, частотний, імпульсно-фазовий. Найбільше поширення знайшов фазовий метод.

Фазовий метод

Фазовий метод ґрунтується на тому, що при розповсюдженні гармонійних коливань їх фаза є лінійна функція часу.

Основне рівняння фазового віддалеміра має такий вигляд:

, (2.2)

де ,

- зміна фази,

f – частота, Гц,

N – ціле число фазових циклів,

- дрібна частина фазових циклів.

Величина вимірюється фазометром віддалеміра.

Для знаходження віддалі у формулі (2.2) необхідно знати число N. Визначення N називається вирішенням неоднозначності.

Існує два основних способи вирішення неоднозначності: спосіб плавної зміни частоти і спосіб фіксованих частот.

Спосіб вирішення неоднозначності

1. Спосіб плавної зміни частоти

Виконуючи вимірювання віддалі на двох частотах f₁ , f₂ , одержимо два рівняння:

(2.3)

При зміні частоти від f₁ до f₂ є можливість визначити додатково величину n_1.2:

(2.4)

Рішення системи рівнянь (2.3) і (2.4) визначає віддаль D. Порядок обчислень при цьому такий.

Нехай f₁>f₂. Прирівняймо перше і друге рівняння у системі (2.3), (приймаючи ) і знайдемо N₂:

Підставимо N₂ у (2.4)

,

Звідки

. (2.5)

Обчислюємо N₁. Позначивши через N₁’ заокруглене до цілого значення N₁, підставимо N₁’ у перше рівняння системи (2.3) і знаходимо остаточно віддаль :

(2.6)