Comment un télémètre laser mesure : le temps de vol

Comment un télémètre laser mesure : le temps de vol

Guía técnica · Dimetix

Durée du volD = c·t/2Medición por pulsoDesplazamiento de fase
Réponse rapideUn medidor de distancia láser mide el tiempo que tarda un pulso de luz láser en reflejarse en un blanco y volver al emisor (tiempo de vuelo). La distancia es D = c·t/2, con c la velocidad de la luz y t el tiempo de ida y vuelta.

Principe de fonctionnement

El medidor emite un pulso de láser hacia un objetivo. El pulso se refleja en el objetivo y vuelve al dispositivo emisor. El principio se basa en que la luz láser viaja a una velocidad bastante constante a través de la atmósfera de la Tierra.

Un cálculo interno determina la distancia al objetivo. Este método permite medir la distancia de la Tierra a la Luna con un error de unos pocos centímetros. Estos medidores también se llaman telémetros láser.

Cálculo de la distancia

SymboleSignification
DDistancia entre el medidor y el objetivo
cVelocidad de la luz
tTiempo del viaje de ida y vuelta entre el medidor y el destino

Dada la alta velocidad del pulso y su enfoque, el cálculo es muy exacto a distancias de metros o kilómetros, pero pierde precisión a distancias mucho más cercanas o lejanas.

Por qué se usa láser

  • El láser es un rayo enfocado e intenso de luz, generalmente de una sola frecuencia.
  • Viaja a velocidad constante a través de la atmósfera.
  • Recorre distancias mucho más largas antes de la divergencia, que es el debilitamiento y la propagación del haz.
  • Se dispersa menos que la luz blanca y conserva gran parte de su intensidad original al reflejarse en el objetivo.

Factores que limitan la exactitud

FacteurEfecto en la medición
Distorsiones atmosféricasAfectan al rayo láser igual que a la luz blanca; dificultan la lectura cerca de zonas verdes o en distancias de más de 1 kilómetro de terreno desértico
Material del objetivoUn material que absorbe o dispersa la luz (difusión) reduce la probabilidad de que el pulso vuelva
Reflexión difusa del objetivoSe debe utilizar un medidor con método de desplazamiento de fase
Luz de fondoDemasiada luz de fondo puede producir una lectura de distancia falsa

Recepción óptica y aplicaciones

Para minimizar la luz de fondo, un medidor diseñado para condiciones de luz intensa emplea una combinación de filtros de ancho de banda estrecho, frecuencias de haz partido y un iris muy pequeño.

  • Mapas del suelo marino y mapas topográficos despejados de vegetación
  • Reconocimiento e ingeniería
  • Modelos 3D de objetos por ingenieros y diseñadores
  • Cálculo de distancias al objetivo en deportes como el golf

Foire aux questions

¿Qué es el principio de tiempo de vuelo?

Es la medición del tiempo que tarda un pulso de luz láser en reflejarse en un blanco y volver al emisor.

¿Cómo se calcula la distancia con un láser?

Con D = c·t/2, donde c es la velocidad de la luz y t el tiempo del viaje de ida y vuelta.

¿Por qué se usa láser para medir distancias?

Porque viaja a velocidad constante por la atmósfera, recorre mayores distancias antes de la divergencia y conserva su intensidad al reflejarse.

¿Qué ocurre si el objetivo tiene reflexión difusa?

Se debe utilizar un medidor de distancia láser con método de desplazamiento de fase.

¿Qué es la luz de fondo y cómo se reduce?

Es la luz que puede interferir con la medición y producir una lectura falsa; se reduce con filtros de ancho de banda estrecho, frecuencias de haz partido y un iris muy pequeño.

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