Они наиболее точные. Принципы основаны на измерении параметров различных излучений в широком диапазоне длин волн (звуковые, ультразвуковые, радиоволновые, оптические, радиоизотопные) при их взаимодействии с исследуемым объектом. Здесь происходит сравнение измеряемого размера с линейными и круговыми естественными шкалами. Высокая точность спектрометрических принципов обусловлена также тем, что при их использовании воспроизводятся выходные сигналы, информативными параметрами которых являются время, частота, число длин волн…
Диапазон линейных измерений, начиная с размеров атомных решеток и заканчивая расстояниями, которые необходимо определять при исследовании дальнего космоса.
Локационный принцип
Принцип основан на измерении времени прохождения измеряемого расстояния излучением, скорость которого известна и остается неизменной в процессе измерений. Здесь можно использовать все виды излучения, включая радиоактивное, но особенно развиты методы и средства радио-, оптической и акустической локации.
Существуют два основных способа реализации принципа:
а) импульсный (используется излучение в виде коротких импульсов);
б) модуляционный (используется непрерывное модулированное излучение, фаза которого содержит информацию об измеряемом расстоянии).
Рис. 13.4. Структурная схема локационного светодальномера
В импульсных локаторах (рис. 13.4) излучение в виде короткого импульса от источника излучения – лазера 1 направляется на обмотку 2, расстояние до которой определяется. Отраженный от объекта импульс воспринимается чувствительным приемником – оптоэлектронным преобразователем 3. Интервал времени, в течение которого импульс проходит двойное измеряемое расстояние, определяется при помощи измерителя интервалов времени 4. При известной скорости распространения излучения измеряемое расстоянии вычисляется вычислительным устройством 5 и непосредственно отсчитывается по отсчетному устройству 6.
|
|
Фазовые локационные дальномеры отличаются от импульсных более высокой точностью, потому что там используется непрерывное излучение лазера.
Рис. 13.5. Структурная схема фазового локационного дальномера
Непрерывное излучение лазера 1 модулируется по интенсивности синусоидальным сигналом от генератора 5 (рис. 13.5). В качестве информативного параметра для определения времени прохождения излучением двойного измеряемого расстояния, используется угол фазового сдвига между напряжением на выходе приемника излучения 3 и модулирующим напряжением, измеряемый фазометром 4. Измерение угла фазового сдвига рассмотрено в [3].
Принципы акустической локации применяются для определения пространственного положения объектов, определения уровней в резервуарах, для гидролокации глубин морей и океанов, при поиске рыб, для измерения толщины объектов при одностороннем доступе к ним. Принцип импульсной акустической локации применяется для измерения размеров при одностороннем доступе к исследуемому объекту, а также в дефектоскопии. Локационный способ на основе радиоактивного излучения можно применять для бесконтактных измерений расстояний в герметических объектах при высоких температурах и давлениях, а также в запыленных и агрессивных средах.
Недостатком акустической локации является сильная зависимость скорости распространения акустических волн от вида и свойств среды распространения, ее температуры, давления и других параметров.