紅外測距儀的原理及其應(yīng)用

1.應(yīng)用

按載波的不同，電磁波測距儀分為光電測距儀和微波測距儀；在光電測距儀中，又按光源的不同，分為激光測距儀和紅外測距儀。光電測距儀是以光波運(yùn)載測距信號測量兩點(diǎn)間距離的一種測距方法。與傳統(tǒng)的用鋼尺測量距離的方法相比較，光電測距具有精度高、靈活機(jī)動、作業(yè)迅速及受地形影響小等特點(diǎn)。光電測距技術(shù)自上世紀(jì)60年代以來得到了迅速的發(fā)展，特別是采用半導(dǎo)體紅外光源的紅外光電測距儀(以下簡稱紅外測距儀)，已成為城市及各種工程中常用的測量工具。

2.構(gòu)造

紅外測距儀主要由調(diào)制光發(fā)射單元、接收單元，測相單元、計數(shù)顯示單元、邏輯控制單元和電源變換器等部分組成，圖1所示為其組成框圖。其光源通常為砷化鎵(GaAs)半導(dǎo)體發(fā)光二極管(見圖2)。當(dāng)有相當(dāng)大的電流正向通過GaAs二極管的P—N結(jié)時，P—N結(jié)里就會發(fā)射出波長為O 72pm～o 94，刪的近紅外光，這是由于在摻雜的GaAs半導(dǎo)體中電子一空穴復(fù)合時，過剩的能量以光子形式放出而產(chǎn)生的。而且所射出的光強(qiáng)會隨著注入電流的變化而變化。因此將它作為測距儀的光源，便可以通過改變饋電電流的大小對射出的光強(qiáng)直接進(jìn)行幅度調(diào)制，即這種半導(dǎo)體發(fā)光器件兼有“輻射”一“調(diào)制”雙重功能。

圖1

用于接收調(diào)制光的紅外光電探測轉(zhuǎn)換器件通常為硅光敏二極管或雪崩式光敏二極管。這些器件具有“光電壓效應(yīng)”。當(dāng)外來光照射到它的P—N結(jié)上時，由于光電能量轉(zhuǎn)換的效應(yīng)能在P—N兩極產(chǎn)生一個電位差，其大小會隨入射光的強(qiáng)弱而變化，從而起到“退調(diào)制”的作用。

圖2

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