几何量电子传感测量-电磁波测距.pptVIP

波形抽样回归法原理(3) 解法方程得: 所以: 波形抽样回归法原理(4) ， ， 各参数的协因数为： 精度评定公式 根据A、φ与X、Y的关系式按误差传播律就可以得出： 波形抽样回归法原理(5) 因为A/D转换的±1误差、噪声等随机因素的存在，单周期测量的精度不能满足精度要求. 若精尺长为10米，则相应的测距误差为±0.31毫米 设定信号振幅为2V,这样信号的峰-峰值则为4V,对于有效位数为12bitA/D转换器来说，±1误差约为±1mV。 若单周期的测量抽样次数为16次，则 波形抽样回归法相对于时钟填充法的优点 省略去了大量的电路硬件，只需增加一个抽样保持电路，多占用一个已有的A/D转换器的通道， 给设计、生产、调试带来了方便，也给整机性能的稳定性和一致性带来了好处； 省去了对速度和漂移特性要求苛刻的整形电路 省去了检相电路 省去了大小相角判别和扩角电路 由于没有整形电路，测量过程不象填充法仅仅依赖信号的前沿，而是对信号进行相对整体性的信息采集，信号的强度和直流电平不对测相结果产生确定性的影响， 就是说， A、A0的变化均不能使比值Y/X发生变化，φ和A、A0没有确定的函数关系。 所以理论上讲，这种测量原理没有传统意义的幅相误差。 波形抽样回归法的“幅相误差” 根据公式mΦ=mA/A 可以看出，信号强度A对测量结果φ的不确定度还是有影响的，是随机性的影响 ，这就是波形抽样回归法的“幅相误差”。 波形抽样回归法的“幅相误差”与传统福相误差的区别。 幅相之间不是确定规律，而是随机规律。 其大小可以在测相过程中求出，机器自身“心知肚明” 可以通过调整电路增益或增加测量时间使其改善 如果信号信噪比太差、严重畸变、饱和失真那当然也是不行的， 对自动增益控制的延迟稳定性也同样不能降低要求。 还要注意一点， 这种测量原理所获得的相位值是相对于抽样时钟脉冲的t0时刻的相位提前量， 抽样时钟相当于填充法中的参考信号。 相位式测距的原理误差 周期误差 周期误差是指按一定的距离为周期重复出现的误差， 详细的说就是指由于测距仪光学和电子线路的光电信号窜扰而使待测距离尾数呈现按精测尺长为周期变化的一种误差。 加、乘常数误差 测距加乘常数误差由加常数误差和乘常数误差二部分组成 , 加常数误差系由仪器的测距部(包括反射镜)光学零点和仪器对点器不一致所造成， 其现象是对所有测量值加入了一个固定偏差 ; 乘常数误差系仪器时间基准偏差造成， 其现象是给观测值加入了一个与距离成比例的偏差 幅相误差 幅相误差是因为接收电子线路及自适应系统的特性的不完善，回光信号存在强弱不同而导致的测距误差 相位不均匀误差 是指光波的波阵面不规则（并非以发光点为球心的球面）而导致的测距误差。 测距周期误差 形成原因 测距仪内部的同频的光窜扰 内外光路光的相互窜扰，收发共轴仪器的光学系统内部漫反射，诸此情况将会引起同频光窜扰 测距仪内部的同频的电窜扰 由于空间感应、公用电源等途径使发射信号或基准信号与接收系统相互窜扰而产生的 窜扰信号叠加于测距信号使相位产生误差 误差规律(1) 设测距信号为e1，窜扰信号为e2，其相位分别为φ1、φ2， 则两者的相位差为Δφ’=φ1-φ2 ， 设两者振幅的比值为k= A2/ A1 。 根据矢量合成法，其合成信号为e。 于是,合成信号e与测距信号e1的相位差Δφ所对应的距离即为周期误差。 e2 e D Δφˊ A Δφ e1 B C 同频率窜扰信号的矢量合成 误差规律(2) 根据直角三角形的边角关系有 e2 e D Δφˊ A Δφ e1 B C 误差规律(2) 又k= A2/A1 所以，化简后Δφ和Δφ’、k有下列关系存在： 由于k、都很小，所以上式可近似为： 其中，D为距离，U为尺长。 误差规律(3) 可见， 附加相移（误差）随距离按正弦曲线规律变化， 其周期为2π(即等于精测尺长度)， 而且与K值有关，K值越大，也越大。 于是，常以下式表示周期误差： 式中，A为周期误差的振幅，θi为距离Di