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2020年01月30日 | 浅谈激光测距仪的原理及使用方法
2020-01-30 来源：elecfans
激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。
激光测距仪
若激光是连续发射的，测程可达40公里左右，并可昼夜进行作业。若激光是脉冲发射的，一般绝对精度较低，但用于远距离测量，可以达到很好的相对精度。
激光是六十年代发展起来的一项新技术。它是一种颜色很纯、能量高度集中、方向性很好的光。激光测距仪是利用激光进行测距的一种仪器。它的作用原理很简单：通过测定激光开始发射到激光从目标反射回来的时间来测定距离。例如用激光测距仪来测量月球的距离，如果激光从开始发射到从月球反射回来的时间被测定为2.56秒，激光发射到月球的单程时间就等于1.28秒，而激光的速度是光速，等于每秒三十万公里。因此，测得的月球离地球的距离为单程时间和光速的乘积，即三十八万四千公里。为了发射和接收激光，并进行计时，激光测距仪由激光发射器、接收器、钟频振荡器及距离计数器等组成。
激光测距仪还能用来对人造卫星跟踪测距，测量飞机飞行高度，对目标进行瞄准测距，以及进行地形测绘，勘察等。
原理
1.利用红外线测距或激光测距的原理
测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。当然，也有脉冲式测距仪，典型的是WILD的DI-3000。
需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。建筑行业有一种手持式的激光测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。
2.测物体平面必须与光线垂直
通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋量测用的测距仪，直接以光滑的墙面反射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度够大。与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。
3.可以测物体平面为漫反射
通常也是可以的，实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。
4.超声波测距精度比较低，使用比较少。
5.激光测距仪精度可达到1毫米误差，适合各种高精度测量用途。
用途
激光测距仪广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
应用
手持激光测距仪在房屋丈量应用 房屋丈量一直是房管部门既关心又费心的工作，房屋勘丈面积图是直接作为产权证的附图，具有法律效力。它不仅是直接面对老百姓，而且直接关系到老百姓的经济利益，所以房屋丈量误差的控制尤为显得重要，按照以往的习惯利用皮尺或钢卷尺进行建筑面积，使用面积的丈量，虽然也可以满足基本要求，然而在长距离测量，测层高，不易到达地的测量上存在较大误差，而且存在劳动强度大工作繁杂等缺点，在高新技术快速发展的今天，如此原始，传统的测量方式，已明显的不符合当今信息化社会快速，高效的要求。 为此，在引进了手持式激光测距仪后，经过几个月的实际使用，总体认为该仪器特别适用于建筑结构复杂，中高层、长距离的房屋的测量。使用简便，测量数据精确(三毫米精度)，工作效率提高(可非接触测量)，完全抛弃了一根皮尺(或钢卷尺)丈量房屋的方法，减少勘丈误差，保证了面积量算精度，量算结果使业主更加信服。当然该仪器也有亟待提高的方面，如在阳光强烈照耀下，长距离目标物体较难看清，需借助望远镜等附件。另外，每次测量时校准水准气泡较费力，最好能自动校准。总之手持激光测距仪还是受我们欢迎的
日常维护
激光测距仪使用时需要注意的问题：激光测距仪不能对准人眼直接测量，防止对人体的伤害。同时，振动仪一般激光测距仪不具防水功能，所以需要注意防水。最新的美国里奥波特激光测距仪，由于在美国当地主要适用于户外狩猎爱好者，所以制作之处的优势即是可以防水防雾，配有丛林树木枝叶涂彩。
使用方法
激光安全警示和使用注意事项 激光器是强度很高的光源辐射器件，大功率的激光器可以用于切割焊接金属材料，所以激光对人体，特别是人眼有严重伤害，使用时需特别小心。
国际上对激光有统一的分类和统一的安全警示标志，激光器分为四类(Class1~Class4)，一类激光器对人是安全的，二类激光器对人有较轻的伤害，三类以上的激光器对人有严重伤害，使用时需特别注意，避免对人眼直射。
上世纪九十年代初，欧美等几大公司相继生产出可供商用的半导体激光二极管，使激光的实际应用价值发生了革命性的进步。其他种类的激光器由于产生激光的机理过于复杂，使其体积，重量特别大，功耗高等原因，大大限制了激光的应用。而半导体激光器的出现使这些问题迎刃而解。随着半导体激光器的技术进一步成熟，价格逐步降低，其应用批量和应用领域不断扩大，应用前景好。半导体激光器体积小、重量轻、可靠性高、转换效率高、功耗低、驱动电源简单、能直接调制、结构简单、价格低廉、使用安全、其应用领域非常广泛。如光存储、激光打印、激光照排、激光测距、条码扫描、工业探测、测试测量仪器、激光显示、医疗仪器、军事、安防、野外探测、建筑类扫平及标线类仪器、实验室及教学演示、舞台灯光及激光表演、激光水平尺及各种标线定位等。 半导体激光器的一些独特优点使之非常适合于军事上的应用，如野外测距、枪炮等的瞄准、射击模拟系统、致盲、对潜通信制导、引信、安防等。由于可用普通电池驱动，使一些便携式武器设备配置成为可能。
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