控制测量学相位式光电测距仪的工作原理

光电测距仪的基本原理
光电测距仪是一种利用光的传播速度来测量物体距离的设备。

其基本原理是通过发射一束激光或红外线的光束，当光束遇到物体时被反射或散射回来，通过测量光束的时间延迟来计算出物体与测距仪之间的距离。

光电测距仪主要包括光源、光电探测器和计时电路三个关键部分。

光源通常使用激光二极管或红外发射管，通过电流的驱动来产生一束相干光束。

光束经过透镜或准直器的调节后被发射出去，形成一条射线。

当光束遇到目标物体时，会发生反射、散射或吸收。

其中，反射是最常见的情况。

被反射的光束会在物体上再次形成一束反射光线。

这束反射光线会被传回光电测距仪的接收器。

光电探测器是测距仪的一个重要组成部分，用于接收反射回来的光线。

光电探测器通常采用光电二极管或光敏电阻等光电传感器件。

当探测器接收到光信号时，会产生一个电信号。

接收到的电信号会被送入计时电路进行处理。

计时电路会测量光信号从发射到接收之间的时间延迟，并根据光的传播速度计算出目标物体与测距仪之间的距离。

计时电路通常采用微处理器或计数器芯片来实现，可以精确测量非常短暂的时间。

需要注意的是，光电测距仪的测距精度受到多种因素的影响，如光源的发射功率、光束的散射角度、目标物体的反射能力等。

还有一些特殊环境因素，如强光、雾气、湿度等也会对测量结
果产生一定的影响。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行调试和校准，以保证测距精度的准确性。

相位式光电测距的基本原理
嘿，朋友们！今天咱来聊聊相位式光电测距的基本原理，这可真是个神奇又有趣的玩意儿呢！
你看啊，相位式光电测距就好像我们和目标之间的一场特殊“对话”。

想象一下，我们发出一束光，就像我们向目标喊了一句话。

这束光跑啊跑，跑到目标那里，然后又反射回来。

我们呢，就等着接收这个反射回来的光。

这里面关键的就是这个“相位”啦！就好比我们听音乐的时候，不同的音符有不同的频率和相位。

这束光也是一样，它在传播的过程中，相位会发生变化。

我们通过检测这个相位的变化，就能知道光跑了多远啦！
说起来简单，实际可复杂着呢！这就像是解一道很难的谜题。

我们得非常精确地测量和分析这个相位的变化。

就好像你要在一堆沙子里找出一粒特别的沙子一样，需要特别的细心和耐心。

那这相位式光电测距有啥用呢？哎呀，用处可大了去了！比如在建筑工地上，工程师们要用它来精确测量距离，这样才能保证建筑物建得稳稳当当的呀！还有在测绘领域，没有它，那些地图可就没那么准确啦！
而且哦，这技术还在不断发展和进步呢！就跟我们人一样，不断学习，不断变得更好。

以后说不定能测的距离更远更精确呢！
总之呢，相位式光电测距真的是个了不起的东西。

它就像我们的眼睛一样，能帮我们看到那些我们用普通方法看不到的距离和细节。

它让我们的生活变得更方便，让我们的世界变得更精彩！所以啊，可别小看了这小小的相位式光电测距哦，它可是有着大大的能量呢！。

光电测距原理范文光电测距是一种利用束脉冲激光或连续激光发射器对距离目标进行测量的技术。

它通过测量激光光束从发射到接收所需的时间来计算目标距离。

光电测距原理可以分为时间测量原理和相位测量原理。

时间测量原理是利用光在真空中的传播速度恒定的特性。

光在真空中的传播速度约为每秒3.00×10^8米。

当激光器发射一束光到达目标后，经过时间t后光信号被接收器接收到。

根据光的速度和时间的关系，可以计算得出目标到传感器的距离d=ct/2，其中c为光速。

然而实际应用中存在由于激光束形成和射线接收的不可控因素，以及测量时间的不确定性，因此时间测量原理更多用于距离较长的测距。

相位测量原理是利用激光光束在传播过程中发生的相位变化。

在相位测量原理中，将激光发射器和接收器分为两个信号源，分别发出同频的连续激光。

激光束从发射到接收，经过的路程长度变化后会导致接收到的光信号相位发生变化。

因此，通过测量相位变化，可以计算出目标距离。

实现相位测量的一种常用方法是使用调制方式。

发射的激光光束经过一定的幅度调制后发射出去，接收器接收到的光信号同样经过幅度调制。

根据激光发射和接收的光信号经过传播后的相位变化，可以通过解调计算出目标距离。

常用的解调方法有相位锁定环路（PLL）解调和调制解调器解调两种方法。

相位锁定环路（PLL）解调是将接收到的光信号和参考信号相位进行比较，通过不断调整相位差将光信号恢复到原始的参考信号上。

通过对比红外激光的相位变化，可以计算出从发射到接收信号的时间，进而计算出目标距离。

PLL解调技术可以达到亚毫米级别的测量精度。

调制解调器解调是一种利用调制信号进行相位恢复的方法。

在发射和接收端都采用调制器对激光信号进行调制，通过解调回复原始的信号相位，从而得到目标距离。

调制解调器解调方法适用于距离精度要求不高的测距应用，如工业自动化、机器人导航等领域。

光电测距技术由于其高精度、快速、无接触等特点，在自动化、交通安全、机器人导航、地质探测等领域得到了广泛的应用。

相位测距原理
相位测距原理是一种基于光的干涉现象的测距方法。

它利用光的波动性质，通过测量光波传播过程中的相位差来确定被测物体到光源的距离。

在相位测距原理中，首先需要发射一束相干光束。

相干光是指波长相同、频率相同、且具有固定的相位关系的光波。

常用的光源有激光器和懒散光源。

当发射的光束照射到被测物体上时，一部分光束会被物体表面反射，另一部分光束则会经过物体表面透射或折射。

被反射的光束和透射或折射的光束分别称为光的参考波和测量波。

参考波和测量波在传播过程中会遇到相位差。

这是由于被测物体到光源的距离不同，导致光波传播的光程差不同所引起的。

光程差是指光波传播过程中参考波和测量波所走过的距离差。

可以通过干涉现象对相位差进行测量。

干涉是指两束或多束光波在空间叠加形成明暗条纹的现象。

当相位差满足一定条件时，就会产生干涉。

在相位测距原理中，通过调整参考波和测量波的相位差，使得干涉现象最大化。

这可以通过改变测量波的光程来实现。

通过改变测量波的光程，可以得到一系列干涉条纹，每个条纹对应着不同的相位差。

通过对干涉条纹的计数、分析和处理，可以确定干涉条纹的数
量，从而得到参考波和测量波之间的相位差。

通过相位差的测量，可以计算出被测物体到光源的距离。

相位测距原理广泛应用于测距仪、激光测绘、激光雷达等领域。

它具有高精度、高分辨率、无需物体与传感器直接接触等优点，是一种重要的测距方法。

相位式激光测距原理
相位式激光测距原理是一种利用光学原理测量物体距离的方法。

其基
本原理是将激光束发送到目标物体，经过反射后接收回来，然后根据
光的相位差计算出物体到激光测距仪的距离。

下面将会逐一讲解相位
式激光测距原理的详细内容。

1. 激光的发射
相位式激光测距仪通过激光器发射一束定向、单色、激光光束，将激
光传输到目标体上。

2. 激光的接收
激光的接收有两种方法，其中一种可以使用普通的接收型光电二极管
来完成，另一种则需要使用相位测量的方法。

3. 相位差的测量
通过对激光发射时和接收时的相位差进行测量，得到目标到发射点的
距离，这个距离与光的波长有关。

4. 数据的处理
将测得的距离进行处理后，即可得到精确的目标距离数据，同时在数
据处理的过程当中，还可以实现自动跟踪，提高了装置的实用性。

总之，相位式激光测距原理是一种非常先进和高精度的测距方法，其
原理也比较复杂，需要参考一定的物理学知识，而在工业、航空航天、军事等领域都有广泛的应用。

基本原理相位式激光测距是通过测量连续的调制光波往返距离产生的相位延迟,间接的测定光在空气中往返于待测目标间的飞行时间,从而求出被测距离。

由激光调制发射系统、反射器、光电探测接收系统、频率综合部分(本振信号产生)、相位测量、以及显示部分组成。

由于测距的调制信号频率比较高,如果直接测量相位信息,则对测相芯片的分辨率要求比较高,而且误差比较大。

因此通常测距仪都采用了混频测相的方式对,高频信号与本振信号进行差频然后得到中低频信号,进行相位比较,后续通过AD转换和单片机把相位差信息转换成我们所需要的距离信息并且显示出来。

频率选择根据测距仪的设计需要,比如:测量精度、量程、计算简便,选择合适的测尺频率。

测尺频率可由下式确定:相位测量技术相位式激光测距仪中测距光波被接收以后通过测量相位差来计算光波飞行时间,因此相位测量是测距仪中关系到测距精度的一个关键部分。

主要的数字相位测量方法有以下几种:自动数字测相、欠采样同步检测法、向量内积法。

由于相位式激光测仪的测距要求精度比较高,测距光波的调制频率比较高,因此直接进行相位测量,则对器件的要求比较高,现在一般都釆用混频的方式与数字检相搭配使用,这样可以先把高频信号差频成中频或低频信号,然后再进行相位比较。

激光测距仪的总体设计1)采用波长为650mn的半导体激光器做光源,雪崩二极管做光电探测器;2)选用单一的直接测尺方式,测尺频率为lOMHz ,本地振荡信号频率为9.995MHz;3)用AD8002A做光电探测器前置放大电路和带通滤波器;4)用于测相的混频输出信号为5KHz,理论测尺长度为15米。

测相精度在毫米量级;5)使用AD8302做测相芯片,模数转换芯片将模拟信号转换成数字信号,传送给单片机控制系统,并且通过LCD显示出距离;6)采用窄带干涉滤光片来抑制带外噪声。

激光调制：利用有源晶体振荡器来产生lOMHz的高频振荡信号接入调制电路V端,测距回波接收部分光电器件：APD硅光电二极管在体积、响应速度、可靠性上相比其他元件都有非常好的特性，特别是硅材料制成的雪崩光电二极管（Avalanche Photo Diode，简称APD）。

相位式激光测距仪原理激光测距是光波测距中的一种测距方式，如果光以速度c在空气中传播在A、B两点间往返一次所需时间为t，则A、B两点间距离D可用下列表示。

D=ct/2 式中：D——测站点A、B两点间距离；c——光在大气中传播的速度；t——光往返A、B一次所需的时间。

由上式可知，要测量A、B距离实际上是要测量光传播的时间t，根据测量时间方法的不同，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。

相位式激光测距仪相位式激光测距仪是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返测线一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。

即用间接方法测定出光经往返测线所需的时间，如下图所示。

图为相位式激光测距仪测距原理图相位式激光测距仪一般应用在精密测距中。

由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。

若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t 可表示为：t=φ/ω 将此关系代入上式距离D可表示为：D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)=c/4f (N+ΔN)=U(N+)式中：φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。

ω——调制信号的角频率，ω=2πf。

U——单位长度，数值等于1/4调制波长N——测线所包含调制半波长个数。

Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。

ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。

ΔN=φ/ω在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。

为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。

试述相位测距仪的测距原理
相位测距仪是一种基于光学相位原理的测距设备。

其测距原理可以简述为以下几个步骤：
1. 发射激光脉冲：相位测距仪通过激光器发射一束短脉冲的激光光束。

这个脉冲的时间非常短暂，通常在纳秒级别，可以近似看作是一个尖脉冲。

2. 光束传播和反射：激光光束从发射器射出后会在空间中传播，当遇到物体时部分光束会被反射回来。

这些反射光会携带着被测物体的距离信息。

3. 接收和分析：相位测距仪会使用一个光接收器来接收反射回来的光信号。

接收到的光信号会被放大和处理后送入相位测量电路。

4. 相位测量：相位测距仪会测量接收到的光信号的相位差。

在激光器发射尖脉冲后，反射光经过一段距离的传播会产生光程差。

相位差的大小与光束传播的距离成正比。

5. 距离计算：通过测量相位差，相位测距仪可以计算出光束传播的距离。

这个距离即为被测物体到测距仪的距离。

需要注意的是，相位测距仪测量的是激光光束传播的距离，而不是物体本身的距离。

因此，在测量前需要校准测距仪到物体之间的偏移距离，以获得准确的距离
测量结果。

§4.2 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的种类较多，但其基本的工作原理是相同的。

本节将讨论相位式光电测距仪的工作原理，并着重介绍它的几个主要部件的工作原理。

4.2.1 相位式光电测距仪的工作原理相位式光电测距仪的工作原理可按图4-4所示的方框图来说明。

图4-4由光源所发出的光波（红外光或激光），进入调制器后，被来自主控振荡器（简称主振）的高频测距信号1f 所调制，成为调幅波。

这种调幅波经外光路进入接收器，会聚在光电器件上，光信号立即转化为电信号。

这个电信号就是调幅波往返于测线后经过解调的高颇测距信号，它的相位已延迟了Φ。

∆Φ+⨯=ΦN π2这个高频测距信号与来自本机振荡器（简称本振）的高频信号1f '经测距信号混频器进行光电混频，经过选频放大后得到一个低频（11f f f '-=∆）测距信号，用D e 表示。

D e 仍保留了高频测距信号原有的相位延迟∆Φ+⨯=ΦN π2。

为了进行比相，主振高频测距信号1f 的一部分称为参考信号与本振高频信号1f '同时送入参考信号混频器，经过选频放大后，得到可作为比相基准的低频（11f f f '-=∆）参考信号，0e 表示，由于0e 没有经过往返测线的路程，所以0e 不存在象D e 中产生的那一相位延迟Φ。

因此，D e 和0e 同时送人相位器采用数字测相技术进行相位比较，在显示器上将显示出测距信号往返于测线的相位延迟结果。

当采用一个测尺频率1f 时，显示器上就只有不足一周的相位差∆Φ所相应的测距尾数，超过一周的整周数N 所相应的测距整尺数就无法知道，为此，相位式测距仪的主振和本振二个部件中还包含一组粗测尺的振荡频率，即主振频率 32,f f 和本振频率 32,f f ''。

如前所述，若用粗测尺频率进行同样的测量，把精测尺与一组粗测尺的结果组合起来，就能得到整个待测距离的数值了。

4.2.2 相位式光电测距仪各主要部件的工作原理1.光源相位式测距仪的光源，主要有砷化镓（GaAs）二极管和氦-氖（He-Ne）气体激光器。

光电测距的原理
光电测距仪根据测定时间t的方式，分为直接测定时间的脉冲测距法和间接测定时间的相位测距法。

高精度的测距仪，一般采用相位式。

相位式光电测距仪的测距原理是：由光源发出的光通过调制器后，成为光强随高频信号变化的调制光。

通过测量调制光在待测距离上往返传播的相位差φ来解算距离。

相位法测距相当于用“光尺”代替钢尺量距，而λ/2为光尺长度。

相位式测距仪中，相位计只能测出相位差的尾数ΔN，测不出整周期数N，因此对大于光尺的距离无法测定。

为了扩大测程，应选择较长的光尺。

为了解决扩大测程与保证精度的矛盾，短程测距仪上一般采用两个调制频率，即两种光尺。

例如：长光尺（称为粗尺）f1=150kHz，λ1/2=1 000m，用于扩大测程，测定百米、十米和米；短光尺（称为精尺）f2=15MHz，
λ2/2=10m，用于保证精度，测定米、分米、厘米和毫米。

相位测距原理相位测距是一种常见的测距方法，它利用波的相位变化来实现测距。

在相位测距中，我们通常使用电磁波或激光作为传感器，通过测量波的相位变化来计算目标物体与传感器之间的距离。

相位测距原理基于波的传播速度和波长的关系，通过测量波的相位变化来确定距离，具有高精度和远距离测量的优点，因此在许多领域得到了广泛应用。

首先，让我们来了解一下相位测距的基本原理。

在相位测距中，我们通常使用连续波或调制波来发送信号。

当这些波与目标物体相互作用时，它们的相位会发生变化。

通过测量波的相位变化，我们可以计算出目标物体与传感器之间的距离。

在实际应用中，我们通常会使用相位差来表示距离，通过测量波的相位差来计算出目标物体与传感器之间的距离。

在相位测距中，我们需要考虑波的传播速度和波长的关系。

波的传播速度是一个常数，而波长则取决于波的频率。

通过测量波的相位变化，我们可以确定波长的变化，进而计算出距离的变化。

因此，相位测距原理是基于波长的变化来实现距离的测量。

除了波长的变化，相位测距还需要考虑波的相位变化。

在相位测距中，我们通常会使用相位差来表示距离。

相位差是指两个波的相位之差，通过测量相位差的变化，我们可以计算出目标物体与传感器之间的距离。

因此，相位测距原理是基于相位差的变化来实现距离的测量。

在实际应用中，相位测距可以通过多种方式来实现。

例如，我们可以使用光学传感器来发送激光，并通过测量激光的相位变化来计算距离。

我们也可以使用雷达来发送电磁波，并通过测量电磁波的相位变化来实现距离的测量。

无论是光学传感器还是雷达，相位测距都可以实现高精度和远距离的测量，因此在许多领域得到了广泛应用。

总之，相位测距原理是一种基于波的相位变化来实现距离测量的方法。

通过测量波的相位变化和相位差的变化，我们可以计算出目标物体与传感器之间的距禿。

相位测距具有高精度和远距离测量的优点，在许多领域得到了广泛应用。

希望通过本文的介绍，读者对相位测距原理有了更深入的了解。

《相位法激光测距仪设计》（原创实用版）目录一、引言二、相位法激光测距仪的原理与结构1.相位法激光测距仪的工作原理2.相位法激光测距仪的结构组成三、相位法激光测距仪的关键技术1.欠采样技术与同步检测原理2.晶体滤波器和直接数字频率合成计3.数字鉴相器的设计四、相位法激光测距仪的性能提升1.整体结构和性能的改进2.数字化与自动化程度的提高3.测距仪适用性的增强五、结论正文一、引言激光测距仪是一种非接触式的测量仪器，它可以通过激光束来测量目标物体的距离。

根据测距方法的不同，激光测距仪可以分为相位法激光测距仪和脉冲法激光测距仪两类。

相位法激光测距仪利用检测发射光和反射光空间传播中的相位差来检测距离，具有较高的精度和较远的测量范围。

因此，在许多应用场合，相位法激光测距仪已经成为了首选的测距工具。

本文将从相位法激光测距仪的原理、结构、关键技术以及性能提升等方面进行详细介绍。

二、相位法激光测距仪的原理与结构（一）相位法激光测距仪的工作原理相位法激光测距仪的工作原理是利用激光器发出一束激光，经过调制后射向目标物体，然后通过接收器接收目标物体反射回的激光束。

在接收过程中，通过检测发射光和反射光之间的相位差来计算目标物体与测量仪器之间的距离。

具体来说，相位法激光测距仪通过测量激光束的发射和接收之间的时间差，结合光速，可以计算出目标物体与测量仪器之间的距离。

（二）相位法激光测距仪的结构组成相位法激光测距仪主要由激光器、调制器、发射器、接收器、相位检测器和数据处理器等组成。

激光器负责发射激光束，调制器负责对激光束进行调制，发射器负责将激光束射向目标物体，接收器负责接收目标物体反射回的激光束，相位检测器负责检测发射光和反射光之间的相位差，数据处理器负责对检测到的相位差进行处理，从而计算出目标物体与测量仪器之间的距离。

三、相位法激光测距仪的关键技术（一）欠采样技术与同步检测原理在相位法激光测距仪中，欠采样技术与同步检测原理是一种常用的测相方法。

相位测距原理相位测距是一种常见的测距方法，它利用电磁波在空间传播的特性来实现距离测量。

在相位测距中，通常会利用雷达或激光等设备发射电磁波，然后通过接收到的回波信号来计算目标物体与发射源之间的距离。

相位测距原理是基于电磁波的传播速度和波长来进行测量的，下面将详细介绍相位测距的原理和相关知识。

首先，我们需要了解电磁波在空间传播的特性。

电磁波在真空中的传播速度是一个恒定值，即光速，约为3.00×10^8m/s。

而在其他介质中，电磁波的传播速度会发生变化，根据介质的折射率和导致折射的原理，我们可以计算出电磁波在不同介质中的传播速度。

其次，电磁波的波长也是一个重要的参数。

波长是指电磁波在空间中传播一个完整周期所需要的距离，通常用λ来表示。

波长与频率之间有一个简单的关系，即波长乘以频率等于电磁波在介质中的传播速度。

因此，我们可以通过波长和频率之间的关系来计算出电磁波的频率。

在相位测距中，我们通常会利用电磁波的相位差来进行距离测量。

当发射源发射电磁波时，这些波会被目标物体反射回来，形成回波信号。

通过测量回波信号的相位差，我们可以计算出目标物体与发射源之间的距离。

这是因为相位差与距离之间存在着简单的线性关系，通过测量相位差，我们可以准确地计算出目标物体的距离。

除了相位差，我们还需要考虑电磁波的频率和波长对距离测量的影响。

由于电磁波在不同介质中的传播速度不同，波长也会发生变化，因此在实际测距中需要对这些因素进行修正。

通过精确测量电磁波的频率和波长，我们可以更准确地进行距离测量，提高测距的精度和准确性。

总的来说，相位测距原理是基于电磁波的传播速度和波长来进行距离测量的。

通过测量电磁波的相位差、频率和波长，我们可以准确地计算出目标物体与发射源之间的距离。

相位测距在雷达、激光测距等领域有着广泛的应用，它是一种高精度、高准确性的测距方法，为现代科技和工程领域提供了重要的技术支持。

相位测距原理的深入理解和应用将对相关领域的发展产生重要的影响，也将推动测距技术的不断创新和进步。

相位测距原理相位测距是一种非常重要的测距方法，在许多领域都有着广泛的应用。

相位测距原理是利用电磁波在空间传播的特性，通过测量波的相位差来计算距离。

在这种原理下，我们可以利用光波、无线电波等电磁波进行距离测量，应用于雷达、激光测距、通信等领域。

本文将从电磁波的传播特性、相位差的计算方法以及相位测距的应用等方面，对相位测距原理进行详细介绍。

电磁波的传播特性。

电磁波是一种波动现象，它在空间中传播时具有一定的波长和频率。

在自由空间中，电磁波的传播速度等于光速，即3×10^8米/秒。

电磁波的传播特性决定了相位测距的可行性，也为相位测距提供了理论基础。

相位差的计算方法。

在相位测距中，我们需要测量电磁波传播过程中的相位差，从而计算出距离。

相位差是指两个波的相位之差，通常用弧度或者角度来表示。

在实际测量中，我们可以通过测量波的频率、波长以及相位差来计算出距离。

这种计算方法在雷达、激光测距等领域得到了广泛应用。

相位测距的应用。

相位测距在许多领域都有着重要的应用价值。

在雷达领域，相位测距可以用于目标的距离测量，从而实现目标的探测和跟踪。

在激光测距领域，相位测距可以用于测量地面的距离、高度等参数，广泛应用于地质勘探、测绘等领域。

此外，相位测距还可以应用于通信领域，用于信号的传输和接收。

总结。

相位测距原理是一种重要的测距方法，它利用电磁波的传播特性和相位差的计算方法，实现了在许多领域的广泛应用。

通过对相位测距原理的深入了解，我们可以更好地掌握这一技术，并将其应用于实际工程中，为各行各业的发展做出贡献。

希望本文能够帮助读者更好地理解相位测距原理，并在实际应用中取得更好的效果。

激光相位法测距的原理激光相位测距中，把连续的激光进行幅度调制，调制光的光强随时间做周期性变化，测定调制光往返过程中所经过的相位变化即可求出时间和距离。

图.1 相位式激光测距原理示意图如图1所示，设发射处与反射处（提升容器）的距离为x ，激光的速度为c ，激光往返它们之间的时间为t ，则有：cxt 2设调制波频率为f ，从发射到接收间的相位差为 ，则有：N cfxft 242 (2) 其中，N 为完整周期波的个数， 为不足周期波的余相位。

因此可解出：)(2)22(24N N fcN f c f c x(3) 其中，f c L s 2 称为测尺或刻度，N 即是整尺数， 2 N 为余尺。

根据测得的相位移的大小，可知道N 余尺的大小。

而整尺数N 必须通过选择多个合适的测尺频率才能确定，测尺频率的选择是提升容器精确定位的关键因素之一。

多尺测量方法测量正弦信号相移的方法都无法确定相位的整周期数，即不能确定出相位变化中 2的整倍数N ，而只能测量不足 2的相位尾数 ，因此公式（2.3）中的N 值无法确定，使该式产生多个解，距离D 就不能确定。

解决此缺陷的办法是选用一个较低的测尺频率s f ，使其测尺长度s L 稍大于该被测距离，这种状况下不会出现距离的多值解。

但是由于测相系统的测相误差，会导致测距误差，并且选用的s L 越大则测距误差越大。

因此为了得到较高的测距精度而使用较短的测尺长度，即较大的测尺频率s f ，系统的单值测定距离就相应变小。

为了解决长测程和高精度之间的矛盾，一般使用的解决办法是：当待测距离D 大于基本测尺sb L （精测测尺）时，可再使用一个或几个辅助测尺sl L （又叫粗测测尺），然后将各个测尺测得的距离值组合起来得到单一的和精确的距离信息。

由此可见，用一组测尺共同对距离D 进行测量就可以解决距离的多值解，即用短尺保证精度，用长尺保证量程。

这样就解决高精度和长测程的矛盾[4]。

本系统选用10米作为精尺，1000米作为粗尺，带入公式即可求得精尺频率和粗尺频率：精尺频率 MHz L cf 152510（4） 粗尺频率 kHz L cf 150210001000 （5） 其中，光速s m c /1038 。

光电测距的原理及应用一、光电测距的原理光电测距是一种利用光的传播速度和物体反射光信号来测量物体与测距仪之间距离的技术。

其原理基于光的速度是已知的，通过测量光信号的往返时间，可以得到物体与测距仪之间的距离。

1. 光的传播速度光在真空中的传播速度是一个常数，约为每秒299792458米。

这个数值是由物理学实验所测得，并且被广泛接受为一个标准值。

2. 光信号的产生和传输在光电测距中，通常使用激光器产生高强度的光信号。

这些光信号经过光纤或者空气传输到目标物体上，并被物体表面反射回测距仪接收器。

3. 光信号的接收和测量接收到反射回来的光信号后，测距仪会记录下接收到光信号的时间点。

通过光的速度已知，并计算出光的往返时间，就可以得到物体与测距仪之间的距离。

二、光电测距的应用光电测距技术因其精度高、测量速度快等特点，在很多领域都有广泛的应用。

以下是一些常见的光电测距应用示例：1. 工业领域•距离测量和定位：在工业生产过程中，可以使用光电测距仪测量物体之间的距离，从而确定物体的位置和定位。

•非接触式测量：光电测距可以实现对工件和零件的尺寸、外形等重要参数的非接触式测量，避免了对物体的损伤。

2. 自动化仓储•仓储货物距离测量：在自动化仓储系统中，光电测距可以用来测量货物与传送带之间的距离，从而实现物料的准确分拣和定位。

•货架管理：通过光电测距技术，可以实现对货架的准确定位和追踪管理，提高仓储效率。

3. 安防监控•人员和车辆的距离测量：光电测距器可以用于监控区域内人员和车辆与设定的安全距离之间的关系，确保安全控制。

•光栅测距：光电测距器可以用于构建光栅测距系统，可以精确地检测物体的位置、速度和方向。

4. 运动测量•速度测量：光电测距技术可以实现对物体的速度测量，可以应用于车辆速度测量、工艺流程的速度监控等场景。

•位移测量：通过测量物体的位移和时间，可以计算出物体的位移速率，用于运动学分析和运动控制。

三、总结光电测距技术是一种基于光信号传输和速度测量的距离测量方法。

相位式激光测距仪1、相位式激光测距技术相位式激光测距仪，是利用固定频率的高频正弦信号，连续调制激光源的发光强度并测定调制激光往返一次所产生的相位延迟。

通过相位延迟计算测量的距离。

相位式测距是通过测量连续的幅度调制信号在待测距离上往返传播所产生的相位延迟，间接地测定信号传播时间，从而得到被测距离的。

这种方法测量精度高，通常在毫米量级。

1.1基本原理相位式激光测距的基本原理框图如图1.1所示。

图1.1 相位法激光测距基本原理图它由激光发射系统、角反射器、接收系统、综合频率系统、混频鉴相系统和计数显示系统等组成。

角反射器是一种三个反射面之间互成90 °的光学棱镜，90 角要求有误差小于±2 '' 的加工精度；它可以把射来的光线按原方向反射回去，即一个入射光射入后，不论入射角如何，经角反射器棱镜反射后的光线与入射光线平行。

相位法激光测距技术就是利用发射的调制光和被目标反射的接收光之间光波的相位差所包含的距离信息来实现对被测目标距离量的测量。

由于采用调制和差频测相技术，具有测量精度高的优点，广泛应用于有合作目标的精密测距场合。

基本原理如下：图1.2 相位式激光测距调制波形图设调制频率为 f ，幅度调制波形如图 1.2 所示，波长为λ=c/f式中c是光速，λ是调制波形的波长。

由图可知，光波从 A 点传到 B 点的相移φ 可表示为φ= 2 mπ +∆φ = ( m +∆m )2π式中，m 是零或正整数，∆m 是个小数，∆m=∆φ/2π。

A,B 两点之间的距离L 为L=ct=cφ/(2πf)式中，t 表示光由 A点传到B 点所需时间。

由于用一台测距仪直接测量 A 和B 两点光波传播的相移是非常困难的，因此采用在B 点设置一个反射器(即所谓合作目标)，使从测距仪发出的光波经反射器反射再返回测距仪，然后由测距仪的测相系统对光波往返一次的相位变化进行测量。

图1.3 示意地表示光波在距离L 上往返一次后的相位变化。