王海军

（左权永兴煤化有限责任公司，山西 左权 032611）

引言

近年来，相位式激光测距逐渐发展成为一种高效精密的测量方法，它将激光调制技术、光电检测、信号处理以及单片机等技术结合于一体，与传统的直接测量激光往返时间的方式不同，相位式激光测距仪通过测量调制光波往返时产生的相位变化量来间接计算距离，具有测量精度高、操作简单、测量时间短的优点，广泛应用于采矿、建筑、汽车等工业领域的大量程、高精度的测距[1]。目前，国内外学者均取得了一定的研究进展，如国内研制的红外光电测距仪是典型的相位法测距仪[1]，测试量程可达2 000 m,测量精度为±5 mm。美国第一代激光测距机以红外宝石激光器作为激光发射源[2]，以光电倍增管为探测器，是世界上第一台激光测距仪。本文的主要目标是设计适用于大量程测试的高精度相位式激光测距仪，测量范围为1 000 m,测量精度2 mm,经过研究分析，确认了整体的设计方案，设计了光电检测模块、信号放大模块和差频测相模块，并进行了相应的仿真实验。

1 相位式激光测距基本原理

1.1 相位式激光测距原理

相位式激光测距工作时先测量调制光波信号在一定距离往返传播时的相位差，得出测量信号的传播时间，最终计算得到被测距离。假设调制光波是频率为f的正弦波，可推导出光波由A 传播至B的相位差φ：

根据式（2）可知，距离与波长成正比例关系。

考虑到一般从A 点到B 点的相位差数值很小，导致精确测量较困难；……