Ogólna klasyfikacja dalmierzy elektronicznych. Dalmierze elektroniczne można sklasyfikować wg 2 niezależnych kryteriów: 1. Ze wzg. na rodzaj energii tworzącej i przenoszącej sygnały pomiarowe: - elektromagnetyczne, których sygnały pomiarowe przenoszone są na falach elektromagnetycznych. - ultradźwiękowe, w których za nośniki sygnału służą ultradźwięki. 2. Ze wzg. na formę tych sygnałów: - impulsowe, posługujące się sygnałami w formie krótkich odcinków fali harmonicznej, inaczej zwanych impulsami. - fazowe, gdzie sygnał pomiarowy przesyłany jest w postaci ciągłej fali harmonicznej - pomiar czasu odbywa się w sposób pośredni, poprzez pomiar różnicy faz fali nadawanej i powracającej. - istnieją również dalmierze elektromagnetyczne impulsowe i fazowe, w których sygnały pomiarowe wytwarzane są drogą modulacji odpowiedniej fali nośnej (światła, fali radiowej). Odpowiednio w D. impulsowych jest to modulacja impulsowa, a w fazowych sinusoidalna. Podział D elektromagnetycznych ze wzg. na długość fal nośnych: - D radiowe pracujące na falach radiowych w zakresie dł. od kilku milimetrów do 1m. - D elektro - optyczne (świetlne) gdzie zastosowano jako nośniki sygnałów fale elektromagnetyczne z obszaru światła widzianego i bliskiej podczerwieni (400 - 100 nm). - D interferencyjne, gdzie pomiar odbywa się bezpośrednio na fali optycznej bez modulacji. Zasada elektronicznych pomiarów odległości Pomiar wzajemnej odległości D pomiędzy dwoma pkt. A i B D elektr. sprowadza się do pomiaru czasu τ w ciągu, którego sygnał pomiarowy wyemitowany przebywa drogę 2D, pomiędzy pkt. A i B. Przyjmujemy że sygnał ten rozchodzi się prostoliniowo oraz że średnia prędkość rozchodzenia się sygnału pomiarowego w powietrzu wynosi υ, to mierzoną odległość mnożna zapisać D=1/2υτ. Rys. 1 Nad pkt. A ustawiana jest aparatura pomiarowa. Nad pkt. B ustawiony jest retransmiter sygnałów w kierunku odbiornika O. Τ=tρ۰tw. W dalmierzach elektr. nie odczytuje się przejścia sygnału tam i z powrotem, ale urządzenia odczytowe są wyskalowanie w jednostkach długości, tak więc pomiar czasu odbywa się w sposób pośredni. V=C/n C - prędkość rozchodzenia się fali elektromagn. w próżni. n - współ. Załamania w powietrzu fali elektromagn. (jest to wielkość, która wyraża wpływ warunków fizycznych powietrza na prędkość sygnału elektromagn. zależy on od parametrów powietrza tj. ciśń t, temp t,wilgotnsoć e, i składu spektralnego sygnału) n=f(p,t,e,λw), D=1/2 c/n٠τ Ze wzoru na D wynika że na pomiar odległości składają się 2 operacje pomiarowe: - pomiar czasu τ przejścia sygnału elektromagn i drogi 2D - pomiar parametrów meteorologicznych Metoda impulsowa pomiaru odległości Impuls - krótkotrwały przebieg wielkości fizycznej np. napięcia elektrycznego, natężenia światła lub dźwięku. W pomiarach odległości stosuje się impulsy radiowe, świetlne i imp. Ultradźwiękowe, które są odpowiednio porcjami energii fali radiowej, strumienia świetlnego lub fali ultradźwięk i pełnią funkcje sygnałów pomiarowych. Rys2. Wykres funkcji A(t) obwiedni impuls to tzw impuls wizyjny., Odpowiednio jak pokaz na rysunku czas narastania impulsu trwa od czasu To do chwili t1, czas opadania - od chwili tz do chili ta. Czas pomiędzy chwilami to - ta = to czas trwania impulsu lub szerokość impulsu. W impulsowych dalmierzach radiowych stosowane są impulsy o szerok impulsu Timp 0.1 - 2 μm Kształt impulsów może być prostokątny, trapezoidalny, trójkątny lub wykładniczy. Rys3. Impulsy świetlne wykorzystywane są za pomocą	laserów ciał stałych i diod laserowych Rys4 Timp - okres powtarzania impulsów i jest ważnym parametrem metody impulsowej, który defin. odstęp czasowy następuje po sobie impulsów. F=1/Timp, T=1/fimp Limp=v٠Timp=v/fimp T(tau)prz=Timp-T(tau)imp, K=T(tau)imp/Timp Limp - wzorzec długości, T(tau)prz - przerwa pomiędzy impulsami, K - współcz wypełnienia Zasada metody impulsowej Zasada pomiaru odległości przy użyciu dalmierza impulsowego przedst. Przy pomocy schematu blokowego. Rys5 Z chwilą wygenerowania impulsu w postaci krótkiego napięcia Ww w modulatorze, następuje jego przetworzenie przez operator wysokiej częst w sinusoidalne drgania elektryczne, które są przekazywane do przełącznika i stamtąd skierowane w stronę stacji retransmitującej. Jednocześnie z chwilą utworzenia imp w modulatorze przekazywana jest część energii ipm. Do miernika czasu, w którym jest znaczona chwila czasu wyjścia imp sondującego tw. Impuls powracający w wyniku odbicia od stacji retransmitującej jest odbierany przez odbiornik, w którym jest przekształcony na impuls w formie krótkiego napięcia wp, który jest skierowany do miernika czasu, gdzie jest znaczona chwila powrotu imp sondy tp. Zasada metody wypełnienia 1. Zasada cyfrowego pomiaru czasu: - polega na zliczaniu (biegu) w czasie biegu imp. sondującego wzorowych imp. zegarowych, o dokładnie zmierzonym czasie powtarzania Tz - impulsy wzorowe wytwarzane są przez operatora wysokiej częstotliw. - początek zliczania określa chiwla Tw wyjścia imp sondowego a koniec liczenia - chwila Tp powrotu imp sondowego po retransmisji.Rys6 T(tau)=T1+N٠T'z+T2 ΔT(tau)=T1+T2=rTz, r€<0,1> N - całkowita liczba okresów Tz T1 - odstep czasów Metoda fazowa pomiaru odległooości Rys7 Y=asin(ωt+φ0) a- amplituda fali, ω - częstotliwość, t - czas, φ0 - faza początkowa φAN=ωt+φ0 (faza wyjściowa) φAO=ωt+φ0-ωT(tau) T(tau) - czas przejścia sygnału na drodze „2D” φ=φAN-φAO=ωt+φ0-ωt-φ0+ωT(tau)= ωT(tau) Przesunięcie fazowe składa się z pewnej liczby całkowitej N, pełnej liczby kątów 2Π oraz kąta niepełnego ∆ φ, czyli tzw. reszty. φ=N2Π+∆ φ=ωT(tau) 0≤∆φ<2Π Czas przebiegu T(tau)=2D/v D=(v/2)∙((N2∏+∆φ)/ω) ω=2πf, v=c/n D=(c/2fn)(N+∆φ/2π) λ=v/f=c/nf D=λ/2(N+∆φ/2π), ∆φ/2π=R=Rλ D=λ/2(N+R) λ - jest to przymiar elektroniczny (w metodzie fazowej)	Rozwiązywanie wieloznaczności wyników pomiaru odległości. D=λ/2(N+R) 1. W metodzie fazowej wiąże się z wyznaczeniem liczby N, pełnych odłożeń pewnej dł. fali 9przymiaru elektronicznego) 2. Wyznaczanie tej liczby odbywa się na podst wykonania pomiarów przy uzyciu kilku odpowiednio dobranych częstotliwościach wzorowych, czyli przy zastosowaniu różnych przymiarów elektronicznych o różnych długościach λ: - metoda skokowych zmian częstotliwości w szerokich granicach fl - częstotliwość wzorcowa, λ=v/f, λ/2=2π Pełny kąt 2π na fazomierzu odpowiada 10m. Fazomierz może wskazywać 3 cyfry jednocześnie. fl; 0,1fl; 0,01fl; 0,001fl λl; 10 λl; 100 λl; 1000 λl - metoda skokowych zmian częst w wąskich granicach (metoda różnicowa) - metoda fazowa z użyciem zmiennej częstotliwości fazowej (metoda fizeau) Jest oparta na zasadzie ciągłego przestrajania częst wzorcowej w pewnym niewielkim przedziale [fa, fb]. Pomiar tą metodą polega na takim doborze częst wzorcowych f1, f2,..., fk, przy których odległość 2D mieści się całkowita wielokrotność przymiarów λ1, λ2,...,λk, co dla częst roznących możemy określić wzorem: 2D=λ1(N1+O)=λ2(N1+1)=λk(N1+k-1) 2D=(v/f1)ּN1=(v/f2)(N1+1)=(v/fk)(N1+k-1) Liczbę k-1 całkowitych cyklów fazowych od pierwszego wskazania ∆φ1=0, do ostatniego ∆φk=0 realizuje się drogą zliczania. Przy pierwszym i ostatnim odczycie zerowym mierzy się za pomocą falomierza f1, fk D=(v/(2(fk-f1)))(k-1), D=((λk-1)/2)(k-1) Częst f1 i fk wybiera się na skraju przedziału zmienności tych częst fa, fb

---