Como medidores de distância a laser funcionam?

Escrito por curtis seubert | Traduzido por yago lima
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Como medidores de distância a laser funcionam?
Medidores de distância a laser podem ser muito precisos e fáceis de usar (Laser Entfernungsmesser image by Otmar Smit from Fotolia.com)

Um medidor de distâncias a laser funciona calculando o tempo que um pulso de laser demora para ser refletido e chegar novamente no aparelho. Isso é conhecido como princípio do "tempo de voo", ou cálculo do "pulso"

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Principio de operação

O medidor emite um pulso de laser até o alvo. O pulso é refletido no objeto e volta para o aparelho. Esse principio do "tempo de voo" é baseado no fato de que um laser se move praticamente a uma velocidade constante na atmosfera da terra. Dentro do medidor um computador simples rapidamente calcula a distância até o alvo. Esse método de cálculo é capaz de medir a distância da terra até a lua em poucos minutos. Medidores de distâncias podem também ser chamados de trena a laser ou trena digital.

Calculando a distância

A distância entre o medidor e o alvo é dada por D=ct/2, onde c representa a velocidade da luz e t é igual ao tempo decorrido na viagem do laser. Graças à velocidade em que o pulso se move, esse simples cálculo é muito preciso para distâncias de metros ou milhas, mas perde um pouco de precisão para distâncias muito curtas ou longas.

Por que lasers?

Lasers são intensos feixes de luz, normalmente em uma única frequência. Eles são muito úteis para medir distâncias porque viajam praticamente a taxas constantes através da atmosfera e atravessam distâncias muito longas antes da divergência (o enfraquecimento e o espalhamento de um feixe de luz) reduzir sua eficácia. Lasers dispersam menos que a luz branca, o que significa que podem se mover a uma distância muito maior sem perder a intensidade. Comparado com a luz branca normal, um pulso de laser retém muito mais de sua intensidade original quando refletido por um alvo, o que é muito importante quando se quer calcular a distância até um objeto.

Considerações

A precisão de um medidor de distâncias a laser depende do retorno do pulso original ao aparelho. Mesmo que os feixes de laser tenham muita energia, eles estão sujeitos aos mesmos efeitos que a atmosfera provoca na luz branca. Essas distorções podem dificultar a medição da distância de objetos perto de áreas com muitas árvores ou distâncias muito longas de mais de um quilômetro em um terreno deserto. Além disso, diferentes materiais refletem a luz em graus diferentes. Um material que tende a absorver ou dispersar a luz reduz a probabilidade do pulso original retornar para que o cálculo seja feito. Nos casos onde o o alvo tem uma reflexão difusa, um medidor que usa o "método das fases distintas" deve ser usado.

Ótica

Para garantir mais veracidade, os medidores empregam um método para minimizar a luz de fundo, pois ela pode interferir na medição resultando em uma falsa indicação de distância. Por exemplo, um medidor de distâncias projetado para funcionar no Ártico, onde espera-se uma luz de fundo intensa, usa uma combinação de filtros, divisor de frequências e uma matriz muito pequena para bloquear ao máximo a interferência.

Aplicações

Medidores de distâncias a laser têm uma ampla variedade de aplicações, desde a confecção de mapas até nos esportes. Eles podem ser usados para criar mapas do fundo do oceano ou topográficos precisos. Eles são usados pelos militares garantindo a exata distância para atiradores de elite ou artilharia, além de serem usados para reconhecimento e engenharia. Engenheiros e designers usam o medidor para construir modelos em 3D de objetos. Arqueiros, caçadores e jogadores de golfe usam para calcular a distância de um alvo.

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