【技術知識】紅外測距儀的原理及其應用

2021-02-20 光行天下

應用

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，分為雷射測距儀和紅外測距儀。光電測距儀是以光波運載測距信號測量兩點間距離的一種測距方法。與傳統的用鋼尺測量距離的方法相比較，光電測距具有精度高、靈活機動、作業迅速及受地形影響小等特點。光電測距技術自上世紀60年代以來得到了迅速的發展，特別是採用半導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.構造

紅外測距儀主要由調製光發射單元、接收單元，測相單元、計數顯示單元、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)半導體發光二極體(見圖2)。當有相當大的電流正向通過GaAs二極體的P—N結時，P—N結裡就會發射出波長為O 72pm～o 94，刪的近紅外光，這是由於在摻雜的GaAs半導體中電子一空穴複合時，過剩的能量以光子形式放出而產生的。而且所射出的光強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直接進行幅度調製，即這種半導體發光器件兼有「輻射」一「調製」雙重功能。


圖1

用於接收調製光的紅外光電探測轉換器件通常為矽光敏二極體或雪崩式光敏二極體。這些器件具有「光電壓效應」。當外來光照射到它的P—N結上時，由於光電能量轉換的效應能在P—N兩極產生一個電位差，其大小會隨入射光的強弱而變化，從而起到「退調製」的作用。


圖2

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