激光测距仪原理

激光测距仪一般采用脉冲法和相位法两种方法测量距离。脉冲法测距过程如下：测距仪发出的激光在被测物体反射后被测距仪接收，测距仪记录激光往返时间。光速和往返时间的一半是测距仪与被测物体之间的距离。脉冲法测量距离的精度一般在 /- 1米左右。此外，此类测距仪的测量盲区一般在5米左右。

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A、B两点之间往返一次所需的时间t，则A、B两点间距离D以下表示可以使用。

D=ct/2

式中：

D——测站点A、B两点间距；

c——光在大气中传播的速度；

t——光往返A、B所需的时间。

从上面可以看出，需要测量A、B距离实际上是测量光传播的时间t，激光测距仪通常可分为脉冲式和相位式两种测量形式。

相位激光测距仪

相位式激光测距仪是利用无线电波段的频率制激光束，测量调制光往返测线产生的相位延迟，然后根据调制光的波长转换相位延迟所代表的距离。也就是说，通过间接方法测量光往返测线所需的时间，如图所示。

相位式激光测距仪一般用于精密测距。由于其精度高，一般为mm级。为了有效反射信号，测量目标限制在与仪器精度相称的特定点，该测距仪配备了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 可以说：

t=φ/ω

将这种关系代入(3-6)公式距离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——信号往返测线产生的总相位延迟。

ω——调制信号的角频率，ω=2πf。

U——单位长度等于1/4调制波长

N——测线包含调制半波长的数量。

Δφ——信号往返测线一次相位延迟不足π部分。

ΔN——测线包含调制波不足半波长的小数部分。

ΔN=φ/ω

频率c/(4πf)这是一个常数。此时，距离测量已成为测线中包含的半波长数和不到半波长的小数部分的测量N或φ，由于现代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，φ测量精度高。

为量不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用较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。

一般来说，相位式激光测距仪采用连续发射带调制信号的激光束。为了获得高精度的测距，还需要配置合作目标。目前推出的手持式激光测距仪是脉冲式激光测距仪中的另一种新型测距仪。它不仅体积小，重量轻，而且采用数字测相脉冲宽度细分技术，无需合作目标即可达到mm精度，测程已超过100m，它能快速准确地直接显示距离。是短程精密工程测量和房屋建筑面积测量中较新的长度测量标准设备。目前应用较多的是leica公司生产的DISTO深圳威瑞晶科系列手持式激光测距仪IMETER品牌 激光测距望远镜等。

测距仪特点

◆在没有反射板和低反射率的情况下，远距离测量可以测量；

◆可同步测量多个传感器；

◆测量范围广，响应时间短；

◆外观设计紧凑，安装方便，操作方便；

◆ 可测量各种物体的距离(无反射镜)

◆增加滤镜可测高温被测体；

◆可见光容易对准被测体；

◆LDM42响应速度高达500Hz；

◆较高测量精度3mm，分辨率0.1mm；

◆输出：串行口RS232/RS422模拟输出4~20mA 软件设置模拟口和开关值；

◆LDM43带Profibus DP和SSI总线接口容易融入工业现场总线；

◆外同步输入；

应用领域

激光测距仪已广泛应用于电力、水利、通信、环境、建筑、地质、警察、消防、爆破、航海、铁路、反恐/军事、农业、林业、房地产、休闲/户外运动等领域。

使用知识

为什么激光测距仪有所谓的安全和不安全的区别？

顾名思义，激光测距仪是一种利用激光作为载波来实现测距功能的测量工具。目前，市场上使用的手持式激光测距仪主要有以下激光：工作波长为905纳米和1540纳米的半导体激光，工作波长为10 纳米的YAG激光。10 纳米的波长对人体皮肤和眼睛有害，特别是如果眼睛意外接触10 纳米波长激光对眼睛的伤害可能是永久性的。因此，在国外，手持激光测距仪完全禁止10 纳米激光。在中国，一些制造商生产10 纳米激光测距仪。深圳威瑞晶科目前所有测距望远镜系列产品均采用905纳米安全激光。

对于905纳米和1540纳米的激光测距仪，我们称之为安全。 纳米激光测距仪因其对人体的潜在危害而被称为不安全。

激光测距仪，由于激光用于距离测量，脉冲激光束是一种能量非常集中的单色光源，所以不要用眼睛直接看发射口，也不要用望远镜观察光滑的反射表面，以免伤害人的眼睛。必须按照仪器说明书中的安全操作规范进行测量。在现场测量时，仪器的发射口不能直接对准太阳，以免烧坏仪器的光敏元件。

选购指南

在购买测距仪时，需要考虑几点：

1.测量范围

2.测量精度

3.使用的场合

基本分为以下几种情况：

a)距离测量只需要几米或十米以内，

而且精度要求不高。

建议-可选择超声波测距仪。

备注-超声波测距仪的测量效果受环境影响较大，稳定性和方向性比激光测距仪差，但价格相对便宜！适用于室内测量。

b)测量距离不长，环境光不复杂，精度要求达到毫米级

建议-可购买相位激光测距仪。

备注-相位式激光测距仪较适合室内使用，测量精度可达2mm以下。

(如用户需要在室外的环境下进行探测时，由于受到环境光的影响，需要增加上专业的激光瞄准器和反射板，结合使用才能达到预期的测程及效果。)

c)测量距离远，多用于户外使用！

建议-购买望远镜激光测距仪(即:激光测距望远镜)

特点——既是望远镜，也是距离测量仪！多次观察放大倍数，用户只能通过目镜内的交叉瞄准系统轻松瞄准目标进行距离测量！透明红外激光发射和接收对眼睛无害，可以准确测量目标距离，体积小，易携带！

e) 测量远距离和室外测量

建议-购买内置望远镜，以便在强光下看得更清楚。

备注-便于准确测量。

使用激光测距仪时应注意的问题：激光测距仪不能直接用人眼测量，以防止对人体的伤害。同时，一般激光测距仪不具有防水功能，需要注意防水。