紅外測(cè)距儀的原理及其應(yīng)用

來源：閱讀：975 發(fā)布時(shí)間：2020-09-02 11:14:17

1.應(yīng)用

按載波的不同，電磁波測(cè)距儀分為光電測(cè)距儀和微波測(cè)距儀；在光電測(cè)距儀中，又按光源的不同，分為激光測(cè)距儀和紅外測(cè)距儀。光電測(cè)距儀是以光波運(yùn)載測(cè)距信號(hào)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間距離的一種測(cè)距方法。與傳統(tǒng)的用鋼尺測(cè)量距離的方法相比較，光電測(cè)距具有精度高、靈活機(jī)動(dòng)、作業(yè)迅速及受地形影響小等特點(diǎn)。光電測(cè)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(cè)距儀(以下簡(jiǎn)稱紅外測(cè)距儀)，已成為城市及各種工程中常用的測(cè)量工具。

2.構(gòu)造

紅外測(cè)距儀主要由調(diào)制光發(fā)射單元、接收單元，測(cè)相單元、計(jì)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(shí)，P—N結(jié)里就會(huì)發(fā)射出波長(zhǎng)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(shí)，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(huì)隨著注入電流的變化而變化。因此將它作為測(cè)距儀的光源，便可以通過改變饋電電流的大小對(duì)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(cè)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(shí)，由于光電能量轉(zhuǎn)換的效應(yīng)能在P—N兩極產(chǎn)生一個(gè)電位差，其大小會(huì)隨入射光的強(qiáng)弱而變化，從而起到“退調(diào)制”的作用。