测距仪原理大揭秘

发布网友 发布时间：2022-03-30 00:11

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热心网友 时间：2022-03-30 01:41

　　测距仪顾名思义是一种用于距离测量的仪器，根据测距基本原理的不同可以分为三种类型：激光测距仪，超声波测距仪和红外测距仪。在装修过程中，测距仪是一个必不可少的常用工具，了解测距仪的原理能够有效帮助我们认识其工作过程，从而熟练的运用它。今天，小编就为大家揭秘各个类型测距仪原理。

　　激光测距仪原理

　　测量方法一：脉冲式激光测距

　　脉冲激光测距简单来说就是针对激光的飞行时间差进行测距，它是利用激光脉冲持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点进行测距。在有合作目标时，可以达到很远的测程;在近距离测量(几千米内)即使没有合作目标，在精度要求不高的情况下也可以进行测距。该方法主要用于地形测量，战术前沿测距，导弹运行轨道跟踪，激光雷达测距，以及人造卫星、地月距离测量等。

　　脉冲式激光测距原理如图4.1所示。由激光发射系统发出一个持续时间极短的脉冲激光，经过待测距离L之后，被目标物体反射，发射脉冲激光信号被激光接收系统中的光电探测器接收，时间间隔电路通过计算激光发射和回波信号到达之间的时间t，得出目标物体与发射出的距离L。

　　其精度取决于：激光脉冲的上升沿、接收通道带宽、探测器信噪比和时间间隔精确度。

　　测量方法二：三角法激光测距

　　激光位移传感器的测量方法称为激光三角反射法，激光测距仪的精度是一定的，同样的测距仪测10米与100米的精度是一样的。而激光三角反射法测量精度是跟量程相关的，量程越大，精度越低。

　　激光测距的另一种原理是激光三角反射法原理：半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集，投射到CCD阵列4上;信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到距物体的距离。

　　激光发射器通过镜头将可见红色激光射向物体表面，经物体反射的激光通过接受器镜头，被内部的CCD线性相机接受，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下“看见”这个光点。根据这个角度即知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物之间的距离。

　　同时，光束在接收元件的位置通过模拟和数字电路处理，并通过微处理器分析，计算出相应的输出值，并在用户设定的模拟量窗口内，按比例输出标准数据信号。如果使用开关量输出，则在设定的窗口内导通，窗口之外截止。另外，模拟量与开关量输出可设置独立检测窗口。

　　常用在铁轨、产品厚度、平整度、尺寸等方面。

　　测量方法三：激光回波法

　　激光位移传感器采用回波分析原理来测量距离可以达到一定程度的精度。传感器内部是由处理器单元、回波处理单元、激光发射器、激光接受器等部分组成。激光位移传感器通过激光发射器每秒发射一百万个脉冲到检测物并返回至接收器，处理器计算激光脉冲遇到检测物并返回接收器所需时间，以此计算出距离值，该输出值是将上千次的测量结果进行的平均输出。

　　其原理与脉冲式激光测距类似，又称脉冲回波法，用于激光位移传感器。

　　超声波测距仪原理

　　超声波具有指向性强，传播距离远(在介质中)，因此也常被运用于距离测量。

　　超声波在空气中传播，遇到障碍物就会立即返回。超声波测距仪的工作原理就是通过发射装置发出超声波，然后根据接收器接收超声波的时间差而计算出距离。具体计算方法如下：

　　超声波在空气中的传播速度v=340m/s,如果超声波在空气中传播于A、B两点间往返一次所需时间为t，那么A、B两点间距离D=vt/2

　　其中：

　　D——测站点A、B两点间距离;

　　v——超声波在空气中的传播速度;

　　t——光往返A、B一次所需的时间。

　　超声波测距仪在军事和捕方面用途广泛，还可以运用于海底地貌测量。

　　红外测距仪原理

　　红外测距仪利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理来检测障碍物的远近。测距仪内有红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号后，接收管接收了障碍物反射的这个信号，经过数字化处理后就能得出障碍物间的距离。简而言之，就是利用高频调制的红外线在待测距离上往返产生的相位移算出光束度越时间t，从而得出距离D=ct/2(c为红外线在的传播速度)。

　　红外线测距仪便宜且易制，使用起来也快捷安全，但是精度较低，测量距离也比较近，且方向性差。

　　简单来说，三种测距仪的原理都是通过发射某种物质使其在介质中以一定的速度传播，并接收其遇到障碍物后反射回来的部分，然后根据路程(S)=时间(t)*速度(v)的简单数学原理公式而估算出两点间的距离。以上就是有关测距仪原理的内容，希望能对大家有所帮助!