Futásidejű mérés
A repülési idő mérési módja a közvetett távolság- vagy sebességmérés, amelynek során mérjük azt az időt, amelyre a jelnek a mérési útvonalon keresztül kell haladnia .
A jel típusától függően az átmeneti idő mérését használó eszközökre vagy
- Radar - a repülés rádióval vagy mikrohullámmal történőmérésének ideje aszabad térben
- Lidar - arepülés mérésénekideje pulzáló lézersugarakkal
- Időtartomány reflektometria - a repülés mérésének ideje akábelekbenlévő elektromágneses hullámokkal , vagy
- Szonár - a repülés hanggal vagy ultrahanggal történő mérésének ideje.
A tranzitidő méréseknél lényegében csak az időbeli különbségeket határozzák meg. Ezért - ellentétben a méréseket egy abszolút időskálán (világ idő, atomi idő, sziderikus idő, stb) - csak szükség van egy relatív idő rendszer , vagyis anélkül, hogy egy meghatározott nulla pont.
A denevér és a delfin mint példakép
A természetben jól ismert modell a denevérek orientációs rendszere . Ezek az aktívan repülő és világszerte elterjedt emlősök teljes sötétségben is képesek tájékozódni. Az echolokáció segítségével megtalálja az akadályok és a zsákmány távolságát és irányát a visszaverődési jelek alapján. A delfinek képesek visszajelzésként reprodukálni a hallott „képeket” egy bizonyos helyzetben, és így kommunikálni fajfajtársaikkal erről a helyzetről.
A terjesztési idő orientációs orientációjának mérési módja az ember képzési szakaszát is elvégezheti . Ezután teljesen vak emberek tájékozódására használható.
A közvetett lokalizációval ellentétben ott van a hangforrásból származó közvetlen jelek lokalizációja .
Technikai megvalósítás
Mivel az elektromágneses hullámok utazás a fénysebesség , a tranzit idők rövid távolságokra rendkívül rövid. Az időmérést ezért speciális rövid távú mérőkkel vagy intervallumszámlálókkal , a laboratóriumban pedig oszcilloszkóppal végzik . Az első alkalmazás a távolság becslése volt a fény és a hang átmeneti idejének különbsége (villám-mennydörgés, ágyúlövések) és a fénysebesség meghatározása alapján.
A távolságmérésekhez a távolságtartomány néhány métertől (kézi lézer az építkezéshez stb.) Néhány kilométeren át ( EDM a földméréshez és geotudományokhoz ) a csillagászat és az űrutazás milliói kilométeres távolságig terjed .
A tranzitidő mérése főként a következőket használja:
- elektromos jelek és oszcillátorok ( rezgő és vezérlő áramkörök ); laboratóriumi és időmérés , elektrotechnika, számítógépes operációs rendszerek stb.)
- Hang vagy ultrahang , például mélységméréshez visszhangjelzővel
- Fényhullámok és infravörös távolság mérésére, gyakran lézersugarak formájában
- Néhány milliméter vagy centiméteres hullámhosszú rádióhullámok (például radar és GPS ) méterig
- Nagyon rövid elektromos impulzusok a kábelek hibakereséséhez.
Az echo módszereket vagy a reflektorokat gyakran használják nagyobb távolságokon ( 2, 3) annak érdekében , hogy kellően erős mérési jeleket kapjanak. Abban az esetben, rádióhullámok (4), az aktív üzenetrögzítő a transzponderek is használják. A visszavert jelek, a távolságot számítjuk , ahol a terjedési sebessége függ a törésmutatója a közeg (a fény, a talajhoz közeli körülbelül 1,0003), és a jel tranzit időt nevezzük.
Alkalmazások
A legfontosabb felhasználási területek:
- Elektromos futási idők elemzése az elektrotechnikai és informatikai rendszerek optimalizálása érdekében
- Laboratóriumi mérések a fizikában az anyag tulajdonságainak ( optikai közeg törésmutatója , geofizikai hullámterjedés a kőzetekben ...) vagy a folyamatok és skálák kalibrálásához
- Távmérés a geodéziai , csillagászati , navigáció , stb az utazási idő a hang vagy elektromágneses hullámok. Lásd még radar , lézerszkenner és TOF kamera .
- Az áramlás sebességének ismert mérési szakaszon történő méréséhez lásd az ultrahangos anemométert .
- Műanyag rétegek rétegvastagságának mérése terahertz sugárzással .