去年激光测距仪硬件设计v4(定)
激光测距仪项目实施方案
激光测距仪项目实施方案一、项目背景二、项目目标1.开发一种最大测量距离为100米、精度小于1毫米的激光测距仪；2.实现便携式设计，方便携带和操作；3.开发用户友好的界面，方便用户进行测量并显示测量结果。
三、项目计划1.需求调研：对市场需求和竞争对手进行调研，了解用户对激光测距仪的需求以及市场上已有的产品特点。
2.技术研究：对激光测距原理进行深入研究，了解各项技术指标和关键技术，制定技术实现方案。
3.设计与开发：根据技术实现方案，进行激光测距仪的设计和开发，包括硬件设计、软件开发和界面设计等。
4.样机制作：制作激光测距仪的样机进行测试和验证，对原型进行调试和改进，确保其达到设计要求。
5.批量生产：根据样机的测试结果，进行生产工艺优化，并进行试生产，确保产品质量和生产效率。
6.市场推广：制定市场推广计划，将产品推广到目标用户群体中，提高产品知名度和销售量。
四、项目组织与人员分工1.项目经理：负责整个项目的组织和协调工作，对项目进度和质量进行监控和控制。
2.技术研究人员：负责对激光测距原理进行研究，制定技术实现方案。
3.硬件设计师：负责激光测距仪的硬件设计和样机制作。
4.软件工程师：负责激光测距仪的软件开发和界面设计。
5.测试与质量控制人员：负责对激光测距仪的样机进行测试和验证，确保产品达到设计要求。
6.市场推广人员：负责市场调研和产品推广，提高产品知名度和销售量。
五、项目风险分析与应对措施1.技术风险：可能由于技术原因导致测距仪的精度不达标。
为减小技术风险，项目组应加强技术研究，引入专家指导，并进行多次实验和测试，确保产品的精度满足要求。
2.供应链风险：可能由于供应商延迟交货或质量不合格导致项目进度延误。
为减小供应链风险，项目组应提前与供应商建立合作关系，并进行供应商的评估和监控。
3.市场风险：可能由于市场需求波动或竞争对手的竞争导致销售不达预期。
为减小市场风险，项目组应进行市场调研，确保产品的竞争力，并采取适当的市场推广策略，提高产品的知名度和销售量。
《相位法激光测距仪设计》
《相位法激光测距仪设计》摘要：I.引言- 激光测距仪背景和应用- 相位法激光测距仪的优势II.相位法激光测距仪原理- 相位法基本原理- 激光测距仪系统构成III.相位法激光测距仪设计- 系统硬件设计- 激光发射器- 激光接收器- 数字鉴相器- 系统软件设计- 相位差计算- 距离计算IV.相位法激光测距仪应用- 军事领域- 民用领域V.结论- 相位法激光测距仪的优势- 发展前景正文：激光测距仪是一种利用激光技术测量物体距离的仪器，广泛应用于军事、民用等领域。
相位法激光测距仪作为其中一种类型，具有高精度、高效率等优势，成为近年来研究的热点。
相位法激光测距仪基于相位法原理，通过检测发射光和反射光之间的相位差来检测距离。
其系统构成主要包括激光发射器、激光接收器、数字鉴相器等部分。
其中，激光发射器负责发射激光束，激光接收器负责接收反射光，而数字鉴相器则负责计算相位差。
在设计相位法激光测距仪时，需要考虑系统硬件和软件的设计。
在硬件方面，激光发射器和接收器需要具有较高的稳定性和精度，以保证测量结果的准确性。
此外，数字鉴相器的设计也非常重要，其性能直接影响到相位差计算的准确性。
在软件方面，相位差计算和距离计算的算法需要优化，以提高计算速度和精度。
相位法激光测距仪在军事和民用领域具有广泛的应用前景。
在军事领域，相位法激光测距仪可以应用于侦查、定位、导航等方面，提高作战效率和精度。
在民用领域，相位法激光测距仪可以应用于土地测量、建筑测量、无人机导航等领域，为生产生活提供便捷。
总之，相位法激光测距仪具有显著的优势，其设计和应用值得进一步研究和探讨。
激光测距方案
激光测距方案引言激光测距技术是一种利用激光器产生的激光束，通过测量激光束从发射到接收的时间，并结合光速的知识，精确地计算出距离目标物体的远近。
激光测距广泛应用于工业、建筑、军事等领域，并且在自动驾驶、智能家居等领域也有重要的应用。
本文将介绍一种基于激光测距的方案，包括硬件设备和软件算法的设计与实现。
设备在这个方案中，我们需要使用以下设备来实现激光测距：1.激光器：激光器是激光测距方案的核心设备，它能够产生一束高能的激光束。
2.接收器：接收器用于接收激光束，并将激光的信息转换成电信号。
3.控制电路：控制电路用于控制激光器的开关和接收器的工作状态。
4.距离计算器：距离计算器是激光测距方案的核心部分，它能够根据激光的时间信息和光速，精确地计算出目标物体的距离。
实现步骤下面是基于激光测距方案的实现步骤：1.准备硬件设备：连接激光器、接收器和控制电路，并进行相应的供电。
2.发射激光束：控制电路开启激光器，使其产生一束激光束并发射出去。
3.接收激光束：接收器接收激光束，并将其转化成电信号。
4.记录时间信息：通过记录激光束从发射到接收经过的时间，得到激光的时间信息。
5.计算距离：使用距离计算器根据激光的时间信息和光速，计算出距离目标物体的准确数值。
6.输出结果：将测得的距离结果通过显示屏、串口或者其他方式进行输出。
算法激光测距的算法是根据激光的时间信息和光速来计算出距离的。
下面是一种常见的激光测距算法：1.获得激光的时间信息。
2.根据激光时间信息计算激光的飞行时间。
3.使用光速与激光的飞行时间进行计算，得到目标物体的距离。
需要注意的是，为了获得更加精确的距离测量结果，还可以考虑以下因素：•温度校准：温度对声速和光速都有一定的影响，因此可以通过温度传感器对测量结果进行校准。
•多次测量：进行多次测量可以提高测量精度，可以取多次测量结果的平均值作为最终的距离结果。
总结激光测距方案是一种利用激光器产生激光束，并通过测量激光的飞行时间和光速来计算距离的技术。
手持式激光测距仪的设计(机械cad图纸)大学毕设论文
目录摘要 (1)关键词 (1)1 前言 (3)1.1激光测距研究及发展现状 (3)1.2课题的研究目的和意义 (4)1.3课题研究的内容 (7)2 相位式激光测距技术研究 (7)2.1相位式激光测距技术原理 (7)2.2相位式激光测距多测尺原理 (9)2.3差频测相原理 (11)2.4自动增益控制原理 (12)2.5光电探测器 (13)3 相位式激光测距仪控制电路的设计 (18)3.1相位式激光测距仪的整体设计 (18)3.2光电检测器的选择 (19)3.3APD高压偏置电路的设计 (20)3.4温度补偿电路 (23)3.5自动增益控制电路AGC (27)3.6混频电路 (32)4 相位式激光测距仪软件系统设计 (34)5 仿真结果及分析 (35)5.1APD高压偏置电路的仿真结果及分析 (35)5.2自动增益控制电路的仿真结果及分析 (39)6 结论 (42)参考文献 (43)致谢 (43)附录 (48)手持式激光测距仪的设计摘要:本文首先介绍了相位式激光测距仪的研究背景、意义，总结和概括了激光测距的有关理论基础，并且介绍了相位式激光测距仪的测距原理，提出了测距系统的实现框图；接着围绕接收系统的性能开展深入研究，主要研究探测器件的选择，偏压电路、混频电路、自动增益控制电路的设计等问题；利用Proteus技术对APD偏压电路和自动增益控制电路进行仿真，通过仿真结果不断完善设计，并对这一设计进行研究、发展和创新，使得测距系统的测量精度得到了很好的保证及提高，降低了硬件成本，简化了控制电路。
关键词: 激光测距；雪崩二极管；相位；混频；自动增益控制Design of Hand-held Type Laser RangefinderAbstract:This paper started from the background, the purposes, meanings of phase-shift laser ranging, then summarized the related theoretical basis of it. The principle of phase laser ranging and a practical ranging system is discussed. This paper concentrate on the researh of improving the porperty of receiving system. Lots of research have done on choosing detection element，design of the bias circuit and automatic gain control circuit. Then，the proteus is used for simulation of them. With the help of the simulation, the design was improved,and with the research, development and innovation of the technology, we have ensured and developed the measurement accuracy of the ranging system, reduced the cost of the hardware and simplified the control circuit.Key Words:laser ranging; avalanche diode; phase; mixer circuit; automatic gain control1 前言在各个应用领域中，随着我国科学技术的日益发展，对距离量的测量要求愈来愈高。
激光测距方案开发思路
激光测距方案开发思路概述激光测距是一种常用的测量技术，广泛应用于工业生产、医学、机器人以及航天等领域。
本文将介绍激光测距方案的开发思路，包括硬件选型、算法设计和实施流程。
硬件选型在选择激光测距方案的硬件时，需要考虑以下几个因素：1.激光器：选择合适的激光器是激光测距方案的基础。
常见的激光器包括半导体激光器、二极管激光器和固体激光器等。
根据应用需求，选择合适的激光器波长和功率。
2.接收器：接收器的选择需要考虑激光信号的输入、信号处理和输出等功能。
常见的接收器包括光电二极管、光敏电阻和光电探测器等。
3.光路设计：光路设计是激光测距方案中重要的一环。
需要设计合适的光路布局，并考虑光路的折射、反射和衍射等因素。
算法设计激光测距方案的算法设计是实现测距功能的核心部分。
以下是常用的激光测距算法：1.直接测量法：通过测量激光信号的来回传播时间来计算距离。
该方法简单、快速，但受到测量误差和信号衰减的影响。
2.相位测量法：通过测量激光信号的相位差来计算距离。
该方法精度较高，但对硬件和算法的要求也较高。
3.强度测量法：通过测量激光信号的能量衰减来计算距离。
该方法精度一般，但适用于较长距离的测量。
根据应用需求，选择合适的算法设计。
实施流程激光测距方案的实施流程如下：1.设计硬件原型：根据硬件选型和激光测距算法，设计硬件原型。
包括激光器、接收器、光路和信号处理等部分。
2.搭建测量平台：将硬件原型搭建在测量平台上，保证光路的稳定和准确性。
3.调试和优化：通过调试和优化硬件和算法，改进测量精度和速度。
4.数据处理和展示：使用合适的数据处理和展示工具，对测量结果进行分析和展示。
注意事项在开发激光测距方案时，需要注意以下几个事项：1.安全性：激光器是一种高能光源，需要避免对人眼造成伤害。
在使用激光器时，需要遵循相关的安全操作规范。
2.环境因素：激光测距方案的性能会受到环境因素的影响，如温度、湿度和气压等。
在设计和使用过程中，需要考虑这些因素对测量结果的影响。
激光测距仪系统设计毕业设计论文
军事上装备的激光测距仪，重量一般为10kg左右，最小的只有0.36k用巨大的天线就可以发射极窄的光束。
3.分辨率高，抗干扰能力强
窄的光束和短的脉冲宽度，不仅使横向和纵向目标分辨率大大提高，而且不受电磁干扰和地波干扰，例如在导弹的初始阶段，微波测距由于严重的地波干扰而不能使用，激光测距却能得心应手。
德国博世(BOSCH)公司研制生产的手持式高精度激光测距仪，体积小巧，携带方便，广泛适用于房地产、室内装潢、建筑施工、测量测绘等众多领域。该公司研制生产的DLE150激光测距仪不但可以测量、校正、计算，而且可以非常快速地进行探测。它的测量范围为0.3m－150m,测量精度<±3mm,测量时间一般<0.5秒，测量分辨率为lmm,它采用先进技术，能测量高度，面积，数量，角度或斜面；可持续测量，用于测定固定参考点的最大或最小距离；间接测量功能，能对一些不能直接测量的距离，例如，房屋的墙高等进行间接测量；存储检索，检索最新存储的资料和最近20个测量结果：“显示激光光束”模式，激光光束会在测量过程中一直处于显示状态，可以快速准确地寻找测量目标；使用万能尾件可以对角落、平面和边缘进行测量；防尘防水设计。
Keywords:Laser ranging;Phase;Phase locked loop;Frequencymixer; Frequencydivider;Single chip microcomputer
第1章 绪论
1.1
随着科学技术的不断发展，人类在民用和军事领域，对距离量的测量要求非常广泛。测量范围和测量精度的要求都在不断增加，因此人类在不停研究新的测量方法和理论。近年来，激光技术迅速发展和完善，导致了光学及其应用技术的巨大革命，促进了物理学和相关学科的发展。激光器已被确认为20世纪最重要的发明之一。而激光技术的发展，标志着人们掌握和利用光波进入了一个新阶段。激光技术出现后，很快被应用到各种测量（大地测量、地形测量、工程测量、航空摄影测量以及人造地球卫星的观测和月球的光学定位等航天测量）中。与此同时，现代电子技术的飞速发展和光电器件性能的不断提高，使激光测距仪成为距离测量的主要仪器之一。
毕业设计超声波测距系统的硬件设计
本科生毕业设计（论文）学院（系）：专业：学生：指导教师：完成日期 2010 年 5 月超声波测距系统的硬件设计The Hardware Design of Ultrasonic Ranging Systerm学院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师（职称）：评阅教师：完成日期：2010.05.10超声波测距系统的硬件设计测控技术与仪器［摘要］超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。
在本次设计中，设计的超声波测距系统的测量精度为1cm，能够清晰稳定地显示测量结果。
在整个超声波测距硬件电路模块中主要的电路设计有超声波发射电路、超声波接收电路、显示电路、温度补偿电路以及声光报警电路构成。
其中接收电路主要采用的是CX20106A；发射电路采用的是反相器74HC04及超声波发射换能器组成；另外，为了提高测量的精度在电路中又加入了温度补偿装置，DS18B20就是用来测量当前温度从而来实现这一功能。
通过实物验证这一设计方案是可行的。
［关键词］STC89C52；超声波测距；74HC04；CX20106A;温度补偿The Hardware Design of Ultrasonic Ranging Systerm Tracking Control Technology and EquipmentAbstract:Ultrasonic range finder, can be applied to the car into reverse, the construction sites and industrial the position to monitor and may be used as the old, dark, the length of such occasions. In the design of system design, precision measurement range of ultrasonic, the stability of 1cm clear that measurement.In the whole range of ultrasonic hardware circuit that the main circuit design has an ultrasonic the circuit, an ultrasound the circuit, show circuit, temperature compensate circuit and the audible and visible police made a circuit.One of the main circuits are CX20106A ;The circuit is the use of ultrasonic 74HC04 and in the launch of the change to another in order to improve ;The precision measurement in the circuit joined the compensation arrangement, DS18B20 is used to measure the temperature and to fulfil this function. In the design by the scheme is feasible.Keywords:STC89C52;Silent WaveMeasureDistance；74HC04;CX20106A;Temperature Compensation目录1 序言 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)2 超声波测距的设计思路 (2)2.1 超声波传感器及其测距原理 (2)2.2 方案论证 (3)3 总体方案设计 (3)3.1 单片机测距原理 (4)3.2 单片机系统及其基本电路 (4).1 STC89C52的功能介绍 (5).2 单片机的基本连接电路 (6)3.3 超声波发射部分电路 (7)3.4 超声波接收部分电路 (8)3.5 温度补偿电路 (10).1 温度传感器工作原理 (10).2 温度补偿电路 (11)3.6 数码显示电路 (12)3. 数码管基本知识 (12)3.7 键盘电路 (14)3.7 报警电路 (15)4 软硬件调试 (16)参考文献 (16)附录 (16)结束语 (19)致谢 (20)1 序言课题研究的背景及意义在我国，超声学的研究开始于二十世纪五十年代，1959年至1964年间我国建立了分子声学实验室，对驰豫吸收、悬浮体的声吸收等问题进行了深入的研究，设计生产了固体中超声衰减的测量设备，对粘弹性和可压缩流体的声速和衰减的研究取得了令人兴奋的成果。
去年激光测距仪硬件设计v4(定)资料
本科毕业设计（论文）开题报告
图1脉冲法激光测距测量时序图
通过观察时序图可知, t2L的精度问题最终转化为时标脉冲周期特性若时标脉冲的周期越短,即时标脉冲频率越高,则所测得的时间间隔精度越高。
使用传统的脉冲法激光测距时,若要求测量精度为
则要求采用频率为300 MHz的计数器,而传统的计数器制造工艺很难达到这样的要求。
而TDC - GP1 的应用可以在这个问题上提供很好的保障
图2 工作模式2波形图
相位式激光测距仪原理[10,11]
激光测距仪的测距原理是由激光器对被测目标发射一个光信号后接受目标反射回来的光信号, 通过测量光信号往返经过的时间出目标的距离。
设目标的距离为L, 光信号往返所走过的距离即为2L，。
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080710101
专业
自动化
指导老师
职称
所在院系
宿迁学院七系
课题来源
自拟课题
课题性质
工程技术研究
课题名称
激光测距仪硬件设计
毕业设计的内容和意义
毕业设计（论文）的内容:
[1]激光测距的工作原理，专用元件的工作原理；
[2]用Protel99SE软件完成原理图和PCB图；
随着激光技术的发展，激光的应用越来越广泛，尤其是在军事上，激光测距机的诞生，对军队的作战和训练等产生了革命性的影响。在激光测距机出现以前,坦克炮、地炮、高炮和舰炮等通常用光学测距机测距。光学测距机无论是合象式的还是体视式，其测试精度随距离而变化，测程越远，精度越差，操作也比较复杂，而且仪器的体积受基线长短的限制。
②激光的单色性好,或者说相干性好,普通灯源或太阳光都是非相干光。
③激光的输出功率虽然有限度,但光束细,所以功率密度很高,一般的激光亮度远比太阳表面的亮度大。
根据以上这些激光的特性，利用好这些特性，再结合Protel99SE软件进行PCB原理图的设计，对每一个部件进行分析，搞清楚它们的工作原理，以及它们相互之间的联系时做好这次激光测距硬件设计的关键所在。
（2）电路设计与制版protel99SE[14]，随着计算机软硬件技术的飞速发展，集成电路被广泛应用，电路越来越复杂、集成度越来越高，加之新型元器件层出不穷，使得越来越多的工作已经无法依靠手工来完成、计算机的广泛应用恰恰解决了这一问题，而且大大提高了工作效率。因此，计算机辅助电路板设计已经成为电路板设计制作的必然趋势。Protel 99在这样大的环境下产生和发展的。Protel 99具有前所未有的丰富的设计功能。
文献综述
3.激光测距的实现方法[5]
测距精度是激光测距的重要指标之一，激光测距传感器由激光发射机、接收机、光学系统、数据处理系统等组成。数据处理系统对激光脉冲信号的处理精度对激光测距精度有重要的影响，对于传统的直接脉冲计数法，实现一般的精度指标不成问题，但对于厘米级测距精度要求，由于受器件、工艺等诸多因素的制约，直接计数法则难以完成任务。由于近年来在时问测量技术水平不断提高，采用时间数字化芯片(TDC)完全可以实现上述要求。
[3]按毕业设计（论文）进度计划完成各阶段工作，主动请老师检查（可包括读书笔记，查阅到的资料介绍，工作的进度、遇到的问题，下周的工作计划等）；
[4]完成要求的各种规范的技术文件。
本课题对激光测距仪硬件设计进行研究，其研究意义如下：
面向课题的研究,了解激光测距的发展及其所需的技术要求。对于激光测距技术的发展，深入了解其应用。在做设计的时候可以掌握Protel99Se软件的应用。利用本身所学的知识来处理各方面的问题提高自我处理能力，提高了自己各方面的能力与水平。
脉冲激光测距，是通过测量激光器发出光脉冲的时刻与光脉冲到达目标并由目标返同接收机的时间差计算出目标距离的。假设目标距离为R，光脉冲往返时间为t，光在空气中传播速度为c，则：
R=ct／2(1)
在激光测距系统中，造成测距误差的冈素很多，主要包括光电系统延迟误差，大气折射误差，激光脉冲上升沿抖动造成的误差，测时误差，运算截断误差等。对于任何一个系统来讲，系统一旦确定，系统误差可以采取标定等手段来予以修正，冈此从提高系统精度的角度考虑，如何减小随机误差成为关键。系统中引入随机误差主要是系统的电路噪声，同时考虑到系统的运算能力，加入低通滤波器可以有效的减小系统噪声，提高系统测距精度。由(1)式可以看出，为了提高系统精度，提高t的测量精度是关键。
(2)TDC- GP1特性简述[9]
TDC - GP1主要由TDC测量单元、16位算术逻辑单元、RLC测量单元以及与8位单片机的接口等组成。其中, TDC测量单元所用信号通过逻辑门电路的绝对时间是测量的关键,应精确设计逻辑门电路,从而确定信号通过每个逻辑门电路的最小单位时间。该最小单位时间即是前文所指的时标脉冲的周期,因此在测量过程中,只要计算出开始信号和结束信号之间的逻辑门个数,就可以精确地得到间隔时间。而芯片内部的锁相和标定电路可以避免因工作环境的变化给测量误差带来的影响。TDC -GP1内部集成有2个算术逻辑单元ALU1、ALU2。其中,ALU1负责将采集所得的粗值进行处理,得到一个无符号的整数。ALU2主要完成以下三方面的工作:按照控制寄存器中的指令进行时间间隔的计算;将计算出的结果进行标定;将标定后的结果进行乘法运算。此外芯片设计有与8位微处理器的交互接口,可以及时地将测量结果输出到后续电路处理。
激光脉冲[6]一次发送接收的工作过程大致如下：当测距仪对准目标后，按下START键，单片机驱动激光器发出开始信号，激光器就发出一个很强很窄的光脉冲；同时，其中极小一部分光立即由两块反射镜反射而进入接收望远镜，经过滤光片到达光电转换器(光电倍增管或光电二极管等光电元件)，使光脉冲变成电脉冲。这个电脉冲经放大、整形后送入时间测量系统TDC—GPl的START端，使其开始计时，而射向目标的光脉冲，由于测量目标的漫反射作用，总有一部分光从原路反射回来，而进入接收望远镜。它同样经过滤光片、光电转换器、放大整形电路而进入时间测量系统TDC—GPl的STOP端，终止此次时间间隔测量，由此得到一个时间间隔。
5.总结
激光测距仪无论在军事应用方面,还是在科学技术、生产建设方面,都起着重要作用。由于激光波长单一,测量精度高,且激光测距仪结构小巧,安装调整方便,故激光测距仪是目前高精度测距最理想的仪器。
激光器与普通光源有显著的区别,它利用受激发射原理和激光腔的滤波效应,使所发光束具有一系列新的特点：
①激光有小的光束发散角,即所谓的方向性好或准直性好。
文献综述
图2工作模式2波形图
(3)相位式激光测距仪原理[10,11]
激光测距仪的测距原理是由激光器对被测目标发射一个光信号,然后接受目标反射回来的光信号,通过测量光信号往返经过的时间,计算出目标的距离。
设目标的距离为L,光信号往返所走过的距离即为2L，
则t=2L/c即L=ct/2
式中c-光在空气中的传播速度c=3*108m/s
激光测距仪在各种测量行业中得到了广泛的应用,无论在军事应用方面,还是在科学技术、生产建设方面,都起着重要的作用。激光测距具有测量精度高、分辨率高、抗干扰能力强、体积小和重量轻等一系列优点。激光测距在技术途径上可分为脉冲式和连续波相位式激光测距,脉冲式测程远,但是仪器体积较大,测量精度较低,一般为几米。连续波相位式是用连续调制的激光波束照射目标,从测量光束往返中造成的相位变化,得出被测目标的距离,其测量精度高,相对误差可达百万分之一。但是,普通的相位式测距方法测程较短,需要合作目标,传统测相方法精度还达不到要求。近期,有人提出了脉冲相位式激光测距仪[7]的设计方案。在我们的研究中,把电子领域广泛应用的直接数字频率合成(DDS)技术应用到相位式激光测距中,在提高测程和精度方面,取得了较好的效果。
文献综述
1激光的特点
由于激光有高单色性、高方向性和相干性好等特点,因而被用于高精度的计量测量上。具体可以用于测量长度、距离、速度、时间等,也可以作为长度、频率、光度等计量标准,目前已形成一门新的干涉测量学。根据光学干涉方法测量长度是最为精密的,如用氪——86红光波进行精密干涉测长,最大量程不超过1米(约38.5厘米)测量误差约为1微米,同样用红色氦氖激光进行精密干涉测长,其量程可以扩大到1公里-1000公里,而相当于1公里上的测量误差小于100- 0.1微米。由此可知,用激光代替氪灯光做光子尺,其“刻度”精度非常高。另外激光波长极为稳定,只要按照同一条件制造激光器,在相同的工作条件下使用,各个激光器射出的激光波长会准确一致,即复制精度极高。因此,可以根据1983年第十七届国际计量大会的决定中指出:“国际计量局还认为必须根据总则为实际工作者规定一个新的实用的米定义,以保证各个长度实验室之间的量值统一”。这个新的实用米定义,可以选用氦氖激光器输出的激光波长作为长度的基准[1]。
TDC - GP1有三种工作模式,本文采用其中的一种工作模式,即模式2。在模式2情况下:芯片只有通道1可用(正常精度模式下允许4个脉冲输入);STOP信号之间不能相互比较,仅STOP与START信号可进行比较;最大量程为60 ns～200 ms。为进行大量程时间测量,芯片引入了一个16位的predivider。下图为模式2的测量时序波形图。
文献综述
3.设计思路与原理方框图[8]
（1）脉冲法激光测距原理
脉冲法激光测距的原理非常直观,即从激光射出开始计时,到激光经反射后被测距系统接收时计时结束,期间所测得的时间t2L乘以光在空气中飞行的速度C,就可得出被测距离L:
L =1/2Ct2L(1)由(1)式可以看出,影响脉冲法测距精度的关键在于时间间隔t2L的精度。在具体测量时,时间间隔t2L是通过在开始信号( START)到来时,打开计数器,直到结束信号(STOP)到来时,关闭计数器。具体可参看如图所示的波形图。
2.传感器的应用（激光测距传感器的介绍）
当今时代高新技术迅速发展的信息时代。为了能够准确的获取信息，就离不开传感器。它在国民经济相关的各个领域中的应用日益广泛，是信息的采集和信息的转换的重要部件，因此，传感器技术成为信息时代的焦点[2]。
瑞士Dimetix公司生产的DLS-A型激光测距传感器是新一代的测距设备,拥有许多卓越的性能,是一种较为先进的经济型在线位置检测系统,具有极高的测试精度和稳定性。该设备通过发射激光束至目标物体,利用反射光束精确计算距离,可达到100m的检测距离,而且对目标物体的尺寸面积比超声波要求的面积小得多,使得对远距离的小尺寸物体位置检测成为可能。可广泛应用于工业液位、料位、生产线料坯传送定位,大型工件装配定位,超大物体几何计量,光散射试验,超声波特性试验,军事枪械校正,靶距自动控制,集装箱定位等领域。由于是在线式连续检测,免去了使用手持激光测距仪的人工点发,可无人值守连续监测,其位置数据还可传送到远程监控终端,是工业自动化和生产智能管理的理想仪器,在国内工业自动化领域得到了较多的应用,我们在水库水位激光测距监测系统的开发中即采用了这种传感器,该传感器是通过RS232/RS422串行接口与控制器进行通讯,我们利用VB开发了可连接多达10台DLS-A型激光测距传感器的监控软件,同时开发出模拟器软件,通过计算机的串口实现了该型传感器的全部通信协议,能够用一台计算机模拟多达10台DLS-A型激光测距传感器的各种工作状态,不仅可以模拟正常工作状况,而且可以方便地模拟使用真实激光测距仪不易实现的距离设定、时间延迟、系统错误等状态,给调试工作带来了很大方便,并且显著降低了开发成本[3、4]。