Исследование факторов, влияющих на погрешность измерения расстояния фазовым…
1
УДК 621.396.067.7
Исследование факторов, влияющих на погрешность
измерения расстояния фазовым лазерным дальномером
© Б.О. Берников, В.Б. Бокшанский, М.В. Вязовых, А.Н. Перов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрены основные причины снижения точности измерения расстояния ла-
зерным фазовым дальномером. Определены границы допустимых флуктуаций
важнейших параметров — фазы и частоты, при которых погрешность измерения
не превышает 1 мм.
Ключевые слова:
лазер, фазовый дальномер, цифровой фазометр, цифровой
фильтр, гетеродин, смеситель, джиттер.
В настоящее время высокоточное определение расстояния осу-
ществляется методом фазовой лазерной дальнометрии. В фазовых
лазерных дальномерах расстояние находится путем сравнения фазы
сигнала, снимаемого с выхода приемника излучения (фаза излучения,
прошедшего расстояние до объекта и обратно), с фазой опорного
сигнала (фаза излучения на источнике излучения).
Известно, что расстояние, проходимое светом за время
t
,
,
l c t
=
где
с
— скорость света.
За то же время фаза модулированного излучения изменится на
2 ,
f t
ϕ = π
где
f
— частота модуляции излучения.
Таким образом, дальность до объекта (данное расстояние излуче-
ние проходит дважды)
.
4
l c
f
ϕ =
π
(1)
Подробное описание фазового лазерного дальномера приведено в
работе [1]. Одним из важнейших параметров дальномера является
погрешность измерения расстояния Δ
l
. В настоящей статье описаны
основные причины возникновения погрешности Δ
l
, оценена степень
их влияния на результаты измерений и рассмотрены методы сниже-
ния этой погрешности.
В формуле определения дальности присутствуют две переменные
величины: разность фаз φ измеряемого и опорного сигналов и часто-
