Лазерные измерители расстояния: основные типы, особенности различных приборов для измерения длины

С каждым днем в нашей повседневной жизни появляется все больше техники, позволяющей решать множество задач. Простые привычные в обиходе предметы сменяются более усовершенствованными инновационными новинками. Вот и традиционной рулетке нашлась современная альтернатива – лазерный дальномер.

Это электронный оптический прибор, который используется для измерения длины, высоты, площади, объема, расстояний между объектами. При помощи этого оборудования замеры плоскостей выполняются с максимальной точностью.

Технологии стремительно развиваются, но и требования к качеству строительной техники постоянно растут. Современные модели измерительных приборов оснащены дополнительными полезными опциями и улучшенными рабочими характеристиками. В продаже можно встретить лазерные дальномеры с оптическим и цифровым визиром.

Какое предназначение инструмента

Лазерная линейка – еще одно название оптического прибора для измерения расстояний между предметами. Многие по привычке называют его лазерная рулетка. В любом случае, под этими именами скрывается один и тот же прибор. В основе работы устройства лежит измерение интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом отражения от объекта.

Инженерно-геодезические измерения – основополагающая строительных работ. Мероприятия проводятся задолго до начала возведения зданий и сооружений.

Вопрос точности выполненных геодезических работ играет важную роль, и по итогу определяет качество и надежность построенных объектов. Вот почему в строительстве так важна точность измерений.

Лазерный дальномер выполняет замеры с высочайшей точностью, а по уровню показаний значительно превосходит стандартные измерительные приборы (рулетки, мерные ленты).

Лазерный дальномер – находка для строителей. С его помощью можно:

• Быстро определить площади стен помещений, определить необходимое количество стройматериалов
• Вычислить высоту здания
• Определить максимальное и минимальное расстояние до объекта
• Вычислить угол наклона крыши
• Сохранить полученные данные или сбросить на компьютер
• Замерить удаленные объекты, не приближаясь к ним

Какой принцип работы у лазерных дальномеров

Конструктивно оптический прибор состоит из следующих элементов:

• Излучателя – излучает лазерные лучи на выбранный объект
• Приемника – принимает лазерные лучи от объекта
• Микропроцессора – конвертирует световой сигнал в цифровую величину
• Дисплея – экран, где отображаются цифровые значения

Все элементы заключены в пластиковый или металлический корпус. Последний – выходит дороже, но долговечнее. На поверхности имеются кнопки управления и ЖК-дисплей.

По габаритам прибор выглядит не больше мобильного телефона. Но встречаются и совсем миниатюрные модели лазерных дальномеров, которые к тому же стоят дешевле. Работает устройство от аккумуляторных батареек.

Их запаса хватает, чтобы выполнить около двух тысяч измерений.

При включении лазерного прибора и наведении его на нужный объект, электромагнитная волна генерирует лазерный луч, который отражается от исходной зоны. Тут же сигнал возвращается в приемник, после чего происходит обработка данных.

Полученный результат выводится на дисплей за доли секунды в понятной единице измерения (сантиметрах, миллиметрах, дециметрах или метрах). Расстояния для электронного измерителя длины также не есть проблемой.

Он с такой же точностью выдаст результаты, даже если человек находится вдали от объекта.

Виды рассматриваемых измерителей

Лазерный дальномер или рулетка, по типу обработки излучаемого сигнала, бывает двух видов:

1. Фазовый – метод измерения расстояния основан на разнице фаз между излученным и полученным сигналом
2. Импульсный – определяет время, за которое лазерный импульс проходит расстояние от объекта и обратно

Лазерный измерительный прибор, в основе которого лежит фазовый метод обработки сигналов, обладает необычайно высокой точностью измерений и пользуется спросом у геодезистов, топографов, строителей. Это дорогое профессиональное оборудование. Импульсные дальномеры более доступны в цене, потому пользуются большей популярностью.

Преимущества рулетки лазерного типа

Только представьте себе, сколько неудобств вы испытываете при использовании традиционной рулетки.

Ограниченность размера полотна, вечные надломы при замерах на расстоянии, невозможность измерить дистанцию до нужной плоскости в одиночку.

Чтобы зафиксировать результаты приходиться иметь под рукой калькулятор, карандаш и блокнот. Сама скорость измерения оставляет желать лучшего, а значит падает производительность работ на строительном объекте.

А что делать в том случае, если к объекту невозможно добраться обычной рулеткой ? Это могут быть аварийные здания, представляющие угрозу для жизни, опасные участки и т.д.

«Умная» рулетка поможет избежать всех этих неудобств, облегчив и ускорив процесс. Теперь не придется крепить конец металлического полотна, следить за его натяжением и контролировать, чтобы он не слетел.

Преимущества лазерной рулетки:

• Возможность проведения всех измерительных операций одним человеком, увеличивая скорость замеров
• Оперативность получения достоверных значений
• Возможность сохранения данных на внутренней памяти устройства
• Точная фокусировка на объектах
• Есть возможность приобрести устройство с различной дальностью действия от 15 м до 300 м
• Стабильная работа в жару и холод
• Широкий функционал
• Небольшие габариты и маленький вес

Есть отечественные мастера, которые создают лазерный дальномер своими руками. Самодельный прибор используют в бытовых условиях.

По каким параметрам выбирать

Как выбрать лазерную рулетку при настолько широком ассортименте ? При покупке конкретной модели нужно заранее знать ее технические характеристики и на какие задачи она способна.

Лазерный дальномер делится на два класса: бытового и профессионального назначения. Первый вариант – доступен каждому, имеет базовый набор функций, вполне подходит для домашнего ремонта и строительства. Второй класс – из разряда профессионального оборудования и его функциональные возможности куда шире. А цена – оправдана высокая. Тут уж за качество придется платить.

Но это вовсе не означает, что бюджетные модели стоит сразу «отмести» и копить средства на вариант подороже. Посудите сами, какой смысл покупать дорогущий прибор с оригинальными «примочками», если в них нет никакой необходимости. Ведь можно купить лучший лазерный дальномер для дома, не переплачивая за ненужные функции.

Критерии выбора устройства:

1. Цена – напрямую зависит от функционала и рабочих характеристик. Готовьтесь к тому, что стоимость качественных приборов будет выше. Выбор делаете вы, исходя из собственных возможностей
2. Дальность измерений – определитесь где вы будите делать замеры дальномером. Если эксплуатация предполагается только в помещении модели с дальностью измерения до 40-50 м будет вполне достаточно. Для работы на открытом пространстве следует выбирать измеритель с дальностью до 150-250 м
3. Точность показаний – если требуется прибить дома полку в ванной, погрешность измерений не так важна. Другое дело, к примеру прокладка канализационных труб, где точность показаний играет большую роль. Модели с минимальной погрешностью (-/+ 1 мм) относятся к более высокой ценовой категории.

Полезные дополнительные опции, которыми оснащаются модели «побогаче»:

• Таймер – отсрочка времени начала замеров
• Широкодиапазонный уклономер – датчик точного измерения углов наклона
• Bluetooth – для передачи данных на персональный компьютер или ноутбук с целью их дальнейшей обработки или хранения
• Расчеты по Пифагору – опция, способная выполнять более сложные автоматические расчеты
• Видоискатель – оптический усилитель, отвечающий за точную фокусировку сгенерированного лазерного луча на объекте
• Пыле– и влагонепроницаемый корпус для защиты внутренних элементов от негативного воздействия окружающей среды

Как пользоваться в помещении и на улице – отличия

Работа прибора на улице и в помещении несколько отличается. Дальномер для улицы должен оснащаться отражающей пластиной – визиром. Для работы в солнечный день не обойтись без специальных красных очков.

Они помогут обнаружить лазерный луч на плоскости при ярком дневном свете. Рулетка лазерного типа для улицы чаще имеет прочный корпус, специально предназначенный для работы на открытом воздухе. Цена дальномера для дома и улицы несколько различается. Последний будет стоить немного дороже.

В остальном же действия измерительных приборов – идентичное.

Погрешность большинства бюджетных моделей дальномера составляет всего ничего –  1-3 мм.

На некорректность выдаваемых показаний и увеличение погрешности влияют несколько факторов:

• Конструктивная особенность модели
• Дальность измерения (чем она больше, тем выше будет погрешность)
• Ошибки в работе с прибором

Рулетка электронного типа никакой сложности в работе не представляет. Включить прибор, нажать кнопку и наблюдать результаты на дисплее – что может быть проще. Но есть все же некоторые правила, которых стоит придерживаться:

1. В процессе замеров важно, чтобы дальномер был неподвижен. Добиться этого можно при помощи штатива
2. Следить за уровнем заряда батареи. Приборы со слабым зарядом могут негативно влиять на результат
3. Объект, на который направлен лазерный луч не должен обладать высокой (зеркало, фольга) и низкой (пластик) отражательной способностью, иначе точность выданных показаний будет под сомнением

Лазерные рулетки относятся к высокотехнологичным средствам измерения, и перед началом эксплуатации подлежат процедуре поверки (аттестации). Метрологическая аттестация проводится с целью подтверждения заявленных характеристик прибора и дальнейшей его регистрации в едином государственном реестре измерительных устройств.

Это мероприятие выполняется в таких случаях:

• Прибор был только приобретен и планируется использоваться по назначению
• Если есть подозрения на некорректную работу прибора (ошибки, допущенные при хранении, транспортировке)
• По собственному желанию владельца

Поверка происходит в несколько этапов:

1. Внешний осмотр прибора, где возможно выявить все явные дефекты
2. Проверка прибора в работе – оценка эффективности его работы
3. Опробование – определяется мощность лазерного луча и его диаметр, длина волн
4. Выявление погрешности

По итогу аттестации выдается свидетельство, подтверждающее точность измерений дальномера в пределах установленной погрешности.

Процедуры поверки и калибровки носят один и тот же характер, только последняя выполняется в частном порядке по желанию владельца. Есть фирмы, предоставляющие услуги калибровки владельцам приборов, которые не внесены в государственных реестр, так же с выдачей на руки свидетельства.

Теперь вы знаете по каким критериям нужно выбирать дальномер лазерного типа, чтобы выполнять быстрые и точные замеры. Осталось найти надежного продавца, который предложит вам качественный и сертифицированный товар.

Делать покупки на сайте одинаково удобно с любых уголков нашей страны. Мы стараемся отправлять товары в день заказа, понимая, как для вас важно получить его как можно быстрее.

Источник: https://cylinder.com.ua/blog/interesnyy_printsip_raboty_lazernogo_dalnomera_ili_kak_nado_polzovatsya_izmeritelem

Лекция Измерительные приборы и измерительные комплексы. Приборы для измерения длин линий

• Лекция 3
• В настоящее время для решения различных геодезических задач применяются следующие измерительные приборы и измерительные комплексы:
• — рулетки тесьмяные;
• — рулетки металлические;
• — лента мерная;
• — дальномеры оптические;
• — базисные приборы;
• — дальномеры лазерные;
• — радиодальномеры;
• — светодальномеры;
• — высотомеры геодезические;
• — нивелиры оптические;
• — нивелиры лазерные;
• — нивелиры цифровые;
• — теодолиты оптические;
• — теодолиты электронные;
• — тахеометры номограмные (оптические);
• — тахеометры электронные;
• — буссоль;
• — гирокомпасы;
• — гиротеодолиты;
• — GPS-приемники;
• — total station или полноценная станция: электронный тахеометр + приемник GPS;
• — трехмерные наземные лазерные сканеры;
• — лазерные (активные) сканеры воздушного базирования;
• — пассивные сканеры воздушного бизирования;
• — цифровые камеры для аэрофотосъемки;
• — трассоискатели;
• — различные аксессуары к перечисленным вше приборам.
• Все эти приборы можно разделить по различным группам.
• 1. По функциональному назначению:
• — приборы для линейных измерений (длин линий) или дальномеры;
• — приборы для угловых измерений (горизонтальных и вертикальных углов) или теодолиты;
• — приборы для определения превышений или нивелиры;
• — приборы для определения пространственного положения снимаемых точек или тахеометры;
• — приборы для съемки поверхности снимаемого объекта или сканеры, лидары и фотокамеры;
• — приборы для ориентирования (определения истинных азимутов и дирекционных углов линий) или буссоли и гирокомпасы.
• 2. По физическим принципам измерительного процесса, заложенного в основу приборов:
• — механические;
• — оптические;
• — электронные.
• 3. По точности:
• — высокоточные;
• — точные;
• — технические.
• 4. По физической природе носителей информации:
• — механические;
• — оптико-механические;
• — электронные;
• — оптико-электронные.

Самые массовые и самые древние их перечисленных приборов – это приборы для линейных измерений. Эти приборы прошли длительную эволюцию от простейших измерительных приспособлений типа веревок или цепей до современных лазерных дальномеров и светодальномеров.

Такими же массовыми и древними, хотя, наверно, все же моложе чем приборы для линейных измерений, являются приборы для угловых измерений. Эта группа приборов также эволюционировала от самых простейших приспособлений до современных электронных приборов.

2.1 Приборы для измерения длин линий

Все геодезические приборы для измерения длин (вариант 1) в соответствии с принципом, положенным в основу измерения, можно разделить на механические, оптические и приборы, основанные на физических методах определения расстояний.

Механические мерные приборы представляют собой линейные меры различной длины, изготавливаемые чаще всего из металла или фибергласса (стеклопластика) с капроновым кордом в виде лент, рулеток, проволок и т.п., служащие для непосредственного измерения длины линии путем последовательного отложения длины мерного прибора в створе измеряемой линии. Результаты измерения получают суммированием количества отложений в принятых единицах измерений.

Измерения производят либо по поверхности земли, либо подвешивая мерный прибор на небольшой высоте (1.0–1.5 м) на специальных штативах. В обоих случаях вместо прямой – кратчайшего расстояния между конечными точками – измеряют некоторую ломанную линию. Поэтому для получения горизонтального проложения измеряют углы наклона линии или отдельных ее частей.

Одним из наиболее простых по устройству мерных приборов является землемерная лента, предназначенная для измерения длин с невысокой точностью, характеризующейся относительной погрешностью порядка 1:1000 – 1:2000. В настоящее время землемерные ленты практически не используются.

Рулетки являются достаточно употребительным в геодезии мерным прибором. В Украине в основном используются рулетки российского и зарубежного производства.

Российские рулетки выпускают со шкалами номинальной длины: 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 50 и 100 метров. Рабочая поверхность рулетки называется полотном или лентой. Российские рулетки изготавливают с лентами из нержавеющей стали (условное обозначение Н) и углеродистой стали (условное обозначение У) с защитным антикоррозионным покрытием: лаковым, эмалевым, полимерным.

1. В зависимости от положения начала шкалы на измерительной ленте рулетки выпускаются в двух исполнениях:
2. – начало шкалы сдвинуто от торца измерительной ленты не менее чем на 150 мм;
3. – начало шкалы совпадает с торцом измерительной ленты.
4. Шкалы рулеток наносят с миллиметровыми, сантиметровыми, дециметровыми и метровыми интервалами.
5. По точности нанесения шкал рулетки изготавливаются двух классов: 3-го и 2-го класса.

Полный средний ресурс для рулеток из нержавеющей стали составляет 2000 циклов измерений, для рулеток из углеродистой стали – 1500 циклов измерений. Под одним циклом понимается развертывание рулетки, вытягивание ее на полную длину, натяжение, отсчет, свертывание ленты.

• Рулетки в зависимости от класса точности и материала изготовления обеспечивают производство линейных измерений с относительными погрешностями от 1:2000 до 1:20000.
• При измерениях повышенной точности необходимы тщательное компарирование рулетки, измерение и учет температуры, а также постоянство натяжения ленты.
• Зарубежные фирмы выпускают рулетки, в которых используются ленты следующих видов:
• – стальная лента с делениями, нанесенными методом травления;
• – стальная крашенная лента;
• – стальная крашенная лента с полиамидным покрытием;
• – лента из нержавеющей стали с делениями, нанесенными методом травления;
• – фиберглассовая лента с капроновым кордом.

Наиболее долговечными являются ленты, изготовленные из нержавеющей стали, и ленты имеющие полиамидное покрытие. Полиамид – прозрачный пластик, который надежно защищает металлические ленты от воздействия влаги и трения. Рулетки с такими лентами не ржавеют, разметка на них не стирается.

Рулетки с учетом их технических характеристик, рекомендуется использовать для различных геодезических работ: измерение линий, разбивочные работы, поэтажное распространение отметок, исполнительные съемки, различные обмеры габаритов конструкций и др.

Достоинства рулеток: компактность, малый вес, простота устройства и эксплуатации при сравнительно высокой точности измерений, особенно коротких линий.

Мерные проволоки предназначены для высокоточных линейных измерений.

Наиболее известными приборами этого типа являются базисные приборы с инварными проволоками, которые обеспечивают точность линейных измерений с относительной погрешностью порядка 1:1000000.

В настоящее время в связи с появлением электронных измерительных приборов, обеспечивающих практически такую же точность измерений, проволоки в геодезии практически не используются.

При выполнении работ в труднодоступных районах – в таёжной заболоченной местности, в горах, в городских условиях – единственно возможным средством для измерения расстояний являются дальномеры. Дальномеры подразделяют на оптические и электронные.

Оптический дальномер представляет собой оптико-механическое устройство, принцип действия которого основан на решении параллактического треугольника, образуемого базой  и параллактическим углом  (рис. 5.5)

Рис. 5.5. – Определение расстояния их параллактического треугольника

Из параллактического треугольника искомое расстояние :будет равно

Одну из величин ( или) принимают постоянной, другую измеряемой. В зависимости от того, что известно, различают оптические дальномеры с переменной (измеряемой) базой  и постоянным углом  или с постоянной базой  и переменным (измеряемым) углом .

Конструктивно оптические дальномеры могут быть выполнены в виде насадки на зрительную трубу, самостоятельного прибора, встроенного узла или в виде одного из элементов зрительной трубы. В настоящее время из оптических дальномеров в основном используется нитяной дальномер с постоянным углом .

Это наиболее простой дальномер с постоянным параллактическим углом. Нитяной дальномер имеется в зрительных трубах большинства геодезических приборов, как теодолитов, так и нивелиров.

Он содержит стеклянную пластинку с нанесенными на ней двумя горизонтальными нитями, расположенными на определенном расстоянии друг от друга.

Пластинка помещается в окулярной части зрительной трубы геодезического инструмента.

1. При измерении отсчет берут по вертикальной рейке по крайним нитям сетки, а затем вычисляют расстояние:
2. (5.6)
3. где – коэффициент дальномера;
4. – разность отсчетов по рейке;
5. – постоянная дальномера.

Точность измерения расстояния нитяным дальномером характеризуется относительной погрешностью 1/300 – 1/400 и в основном зависит от ошибки отсчета по рейке. Измеряемые расстояния могут быть до 200–300 м.

В основе электронных дальномеров лежит физический принцип измерения расстояний, основанный на том факте, что электромагнитные волны имеют постоянную скорость распространения, значение которой известно с достаточно большой степенью точности. Тогда, если каким-то образом измерить время  прохождения электромагнитного сигнала от начальной точки измеряемой линии к ее конечной точке и обратно (рис. 5.6), то

Рис. 5.6 – Электромагнитный принцип измерения расстояний

• расстояние  между этими двумя точками, при известном значение скорости  распространения электромагнитных волн в измеряемой среде, может быть определено как
• , (5.7)
• где  – скорость распространения электромагнитных волн в измеряемой среде; эта скорость связана со скоростью распространения электромагнитных волн в вакууме соотношением
• , (5.8)
• где – скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, равная 299792458 м/с;
•  – показатель преломления среды, зависящий от длины волны излучения, температуры, давления и влажности окружающего воздуха.

В геодезии, как известно, длины линий требуется измерять с очень высокой точностью, вплоть до 1 мм или 0,001 м . Попробуем оценить с какой точностью должен быть тогда измерен промежуток времени, чтобы получить такую точность измерения длины линии. Эта оценка может быть получена из выражения (5.7), если его представить в дифференциальном виде, т.е.

                                                   , (5.9)

    Отсюда следует, что

                                                               . (5.10)

Это очень высокая точность определения промежутков времени.

Для того, чтобы можно было определять промежутки времени с такой точностью, необходимо чтобы частота шины, на которой бы работала электронная аппаратура, была бы по крайней мере не менее  (один терагерц – 1012 герц), а то и на один–два порядка больше.

Современная же электронная аппаратура, используемая в телекоммуникации и радиолокации, имеет дело с частотами максимум  (100 гигагерц или 1011 герц) [3]. Для сравнения в современных персональных компьютерах используются частоты порядка 1-5 ГГц (109 герц).

   Все сказанное означает, что непосредственно измерить столь малый промежуток времени не представляется возможным. Поэтому в электронных дальномерах, предназначенных для точных измерений, используются косвенные методы определения промежутков времени. В тех же случаях, когда высокая точность не требуется, могут использоваться прямые методы измерения промежутков времени.

Источник: https://greleon.ru/geodpribory/lekciipribory/290-vvv.html

Дальномер лазерный интересный принцип работы и критерии выбора

Электронный прибор, позволяющий определить расстояние до объекта дистанционно, называется лазерным дальномером или рулеткой.

Свое применение устройства нашли не только в строительстве, но и других сферах, например, ландшафтный дизайн, военная промышленность, инженерная деятельность и т.п.

Если запланирован ремонт в доме или строительство пристройки, то как выбрать лазерную рулетку, задаются многие, кто хочет упростить и ускорить выполнение работ.

Лазерная рулетка и ее назначение

Лазерная линейка — это третье название оптического электронного прибора для измерения расстояний между двумя точками. Главным его назначением является замер длины от одного объекта к другому.

Этот инструмент предназначен для облегчения труда при проведении измерительных работ.

Главное удобство дальномера в том, что он исключается необходимость применения механических рулеток, линеек и прочих устройств, измерения которыми требуют помощи напарника.

Лазерные рулетки меряют длину дистанционно, то есть мастеру достаточно направить их на поверхность, расстояние до которой надо узнать, и считать показания на дисплее устройства. Если в квартире измерить длину не трудно обычной рулеткой, то на больших расстояниях прибору нет равных.

Это интересно! Конструктивно устройство похоже на лазерный нивелир, однако эти устройства имеют разное назначение, и не могут заменять друг друга. К тому же, стоимость лазерного дальномера ниже, чем цена электронных уровней.

Дальномером инструмент называют, так как он позволяет измерять протяженность на большие расстояния, облегчая тем самым физический труд человека.

Это удобно, когда надо узнать длину пролета между колодцами телефонной канализации, определить протяженность труб и теплоцентралей, а также выявить промежуток между стенками.

Измеритель длины можно применять не только для того, чтобы узнать расстояние между двумя точками, но еще и для реализации следующих задач:

• Вычисление площади помещения. Дальномер автоматически осуществляет расчет, для чего надо указать соответствующие данные — длину, ширину и высоту
• Выявление объема помещения или соответствующих объектов, например, бочки, баки и прочие виды тары
• Произвести вычисления по теореме Пифагора

По конструкции лазерный дальномер — это устройство, основу которого представляет светодиодный излучатель. Это красная или зеленая точка, которая проецируется на измеряемую поверхность. Расстояние измеряется по длине луча. Показания отображаются в понятном для человека виде на ЖК-дисплее. На пульте управления имеются кнопки управления, позволяющие осуществлять переключения режимов.

На панели управления можно выбрать единицы измерений — сантиметры, миллиметры, дециметры и метры. Дополнительно устройства могут оснащаться вспомогательными элементами — визиры, видеокамеры и т.п.

Миниатюрный лазерный дальномер стоит недорого, поэтому каждый может себе позволить себе такое приобретение при проведении ремонтных и строительных работ.

На чем основан принцип работы дальномера

Функционирование лазерного дальномера-рулетки заключается в снятии замеров по времени, за которое происходит отражение луча в одном направлении и обратно (время отклика). Такого типа принцип работы позволяет узнать расстояние с максимальной точностью.

Создаваемый луч лазера проецируется на поверхность, а затем отражается от нее, возвращаясь к приемнику. В зависимости от времени возврата луча происходит выявление протяженности до объекта. Исчисления производятся микроконтроллером, который размещен в приборе.

Многие говорят о том, что принцип работы лазерного дальномера заключается по времени — от прохождения создаваемого луча и его возврате обратно.

Инструмент при этом осуществляет исчисления времени возврата луча, на основании которого и выдаются соответствующие показатели длины. Однако так работают далеко не все приборы.

Рассмотрим, как работает дальномер лазерный импульсного типа, которым можно измерять расстояние до 15000 метров.

1. Дальномер излучает не только световой луч, но и серию импульсов высокочастотного диапазона. Эти импульсы имеют вид синусоиды, подобной работе переменного тока
2. Частота импульсов одинаковая и не изменяется в зависимости от длины луча. Когда луч достигает цели (поверхности), то он отражается от нее, и возвращается обратно, фиксируясь приемником устройства
3. При достижении цели происходит преобразование сигнала, который возвращается к приемнику без изменения частоты, но с изменением синусоиды
4. Далее в работу включается микроконтроллер, который исчисляет не время возврата синусоиды, а сдвиг фаз, который сформировался
5. На основании данных сдвига фаз происходит вычисление расстояния до измеряемого объекта

Выше показано схематически, как работает лазерный дальномер импульсного типа. Работать рассматриваемым устройством достаточно просто, поэтому как правильно пользоваться лазерным дальномером, не возникает вопросов.

К одной точке надо приложить прибор, а затем спроецировать луч на объект, расстояние к которому надо определить. В течение нескольких секунд на экран ЖК-дисплея выводится информация о протяженности в цифровом значении.

Это интересно! Лазерные рулетки являются самыми современными и точными. До этого использовались устройства дистанционного типа, измерения которых проводились за счет ультразвука. Недостаток таких устройств в том, что они имеют большие погрешности, поэтому большого распространения они так и не получили.

Зачем покупать лучший лазерный дальномер, если планируется пользоваться ним от случая к случаю. Приборы, измеряющие расстояние до 30 метров обойдутся в 5000-6000 рублей.

Устройства, способные измерять на расстояние до 300 метров, стоят не менее 25000 рублей, поэтому первый и самый главный критерий выбора лазерного измерителя — это дальность его действия. Все зависит от того, где планируется проводить работы:

• Если в помещении, то хватит прибора с дальностью действия в 30 метров
• Если на улице, тогда здесь необходимо учитывать максимальную дальность измерений. Лучше покупать прибор с запасом измерения длины, поэтому подойдут модели на 100, 150, 200 или 300 метров

Это интересно! Уличные дальномеры обычно комплектуются специальными штативами или треногами, при помощи которых значительно упрощается проведение замеров.

Дорогостоящие модели также комплектуются визирами, видеоискателями и видеокамерами, посредством которых повышается точность проводимых замеров.

Уличными их называют также по причине высокой степени защищенности от пыли и влаги.

Нужен ли самый дорогой и продвинутый дальномер, решать надо самостоятельно. Все зависит от того, для каких целей покупается измерительный инструмент. Если только работать в помещении, то хватит обычной модели, а если же сфера деятельности связана с проведением геодезических или инженерных измерений, тогда стоит обратить внимание на модели, стоимость которых начинается от 15 тысяч рублей.

Пришло время разобраться, как правильно необходимо работать лазерным измерителем расстояний. К каждой модели прибора прилагается инструкция, которая не только научит правильно пользоваться инструментом, но и позволит разобраться с функционалом. Общая картина, как пользоваться лазерной рулеткой для определения длины, выглядит следующим образом:

При использовании прибора надо учитывать такой параметр, как температурные условия. Для дальномеров уличного применения это не столько важно, как для устройств в помещении. Проводить измерения рекомендуется при положительных температурах, а также с достаточным количеством освещения.

Если измерения проводятся на улице, то при этом надо учитывать ряд некоторых рекомендаций:

При использовании инструментов необходимо учитывать, что модели, предназначенные для измерений внутри помещений, не предназначены для работы на улице, поэтому любые факторы, как дождь или пыль может повлечь за собой ускоренный выход из строя инструмента. Лазерные дальномеры от 100 до 300 метров можно применять для определения расстояний внутри помещений.

Подводя итог, надо сказать, что без такого инструмента, как лазерный дальномер можно обойтись, но при этом измерительные работы будут выполняться долго и с большими физическими затратами. Работа с устройствами предусматривает соблюдение следующих факторов:

Источник: https://moiinstrumentu.ru/dalnomer-lazernyj-interesnyj-princip-raboty-i-kriterii-vybora.html

Приборы и инструменты для измерения длин линий

Одним из основных видов измерений в геодезическом производстве считаются линейные измерения. Измеряют в пространстве и на плоскости, на физической поверхности и в ее недрах. Меряют всевозможные линейные размеры:

• длины и ширины предметов и конструкций;
• глубины и высоты подземных и наземных сооружений;
• пролеты внутри объектов и сечения горных выработок;
• межосевые размеры и отклонения от них;
• всевозможные геометрические параметры.

Также замеряют расстояния:

• между известными и неизвестными точками;
• конкретной точкой и плоскостью;
• двумя плоскостями;
• линией и плоскостью;
• разными линиями.

 В геодезической области линейные измерения осуществляют при выполнении:

• измерения высоты инструмента на точке стояния прибора;
• определения горизонтальных проложений и длин линий между геодезическими пунктами и измеряемыми предметами;
• построения и сгущения геодезических сетей опорного и съемочного обоснований;
• подготовки исходных данных во всевозможных геодезических разбивочных работах в строительстве;
• и выверке монтажного и технологического оборудования;
• геодезического контроля и исполнительных съемок;
• всех видов геодезических съемок и других работ, связанных с геометрией пространства.

Способы и приборы в геодезических измерениях расстояний

Все линейные измерения в геодезии исполняют двумя способами:

• прямым методом, заключающимся в непосредственном определении (снятии отсчетов) измеряемого размера или расстояния;
• косвенным методом, представляющим нахождение измеряемой величины через функциональные зависимости по формулам.

Небольшие расстояния измеряют металлическими рулетками и лентами разной длины, лазерными и оптическими дальномерами.

Расстояния значительной длины измеряют с использованием современных приборов таких, как радиодальномеры, электронные тахеометры, лазерные свето-дальномеры, способные измерять километровые расстояния.

Мерные ленты и рулетки

Для выполнения линейных измерений, так же как и для угловых, нормативными документами для различного вида съемок или работ предусматриваются определенные требования. Этими требованиями всегда являются измеряемая точность приборов и относительные погрешности измерений. В зависимости от них и выбираются инструменты по измерению длин линий.

Мерные ленты и рулетки применяются при непосредственном измерении расстояний. Рулетки бывают разной длины (3, 5, 10, 30, 50 метров) и изготовлены из разных материалов:

• тесьмяные;
• углеродистой стали;
• нержавеющей стали;
• фиберглассовые;
• стальные с нейлоновым покрытием.

Тесьмяные рулетки используют для мало точных измерений для замеров объемов выполненных работ рулеточными замерами подземных коммуникаций, проведения открытых и подземных горных выработок, их сечений. Такая рулетка состоит из измерительной тканевой ленты с пропиткой и вплетенными в нее металлическими нитями. Она изготавливается в пластмассовом корпусе с намотанной на ось лентой.

Рулетки металлические, с нержавеющей стали или стальными каркасами с полимерным покрытием применяют при непосредственных измерениях расстояний. Они при профессиональном использовании должны быть прокомпарированны, то есть сравнимы с официальным эталоном определенной длины компаратором.

После прохождения этой поверки по каждой рулетке составляется паспорт, в котором указываются истинные значения отрезков и длины рулетки, а так же поправок, подлежащих обязательному введению в результаты измерений длин.

В комплекте с рулетками при измерительном процессе используют специальные приборы – пружинные динамометры. Они позволяют каждый раз производить снятие отсчетов по шкале рулетки при одинаковом ее натяжении, равном усилию порядка десяти килограмм.

Мерные ленты в настоящее время на практике используются, наверное, очень редко. Они бывают со шкалами на концах ленты и без них, и имеют маркировку ЛШЗ (лента шкаловая землемерная), и ЛЗ (лента земельная). В их комплект входят:

• собственно сама лента, намотанная на стальное кольцо и с ручками по краям, длина лент бывает различная, 20, 24 и 50 метров;
• и наборы по шесть или одиннадцать штук шпилек, представляющие собой металлические стержни (длиной 300-400 мм, диаметром 5-6 мм) с загнутым с одной стороны кольцом диаметром 70-80 мм.

Базисный прибор и длиномеры

Для некоторых высокоточных линейных измерений применяли приборы, состоящие не из металлической полосы или ленты, а из проволоки специального металлического сплава.

К таким приборам, безусловно, относится так называемый базисный прибор. Ранее, в геодезическом и маркшейдерском производстве использовались также автоматические проволочные длиномеры.

Каждый из них использовался для конкретных видов работ.

Базисный прибор применяется для определения длин «жестких» сторон триангуляции, полигонометрии всех классов (от первого до четвертого) и в сетях сгущения, так называемых базисов. В его комплект входят:

• двадцати четырех метровые отрезки инварной проволоки, в количестве от трех до восьми штук, в зависимости от марки прибора (БП-1, БП-2, БП-3);
• два блока с грузами, в виде десяти килограммовых гирь, через которые подвешивается и натягивается мерная проволока;
• штативы с целью фиксации инварной проволоки в измеряемом створе;
• трегеры с оптическими центрирами, теодолиты, нивелиры, термометры и другое вспомогательное оборудование.

В маркшейдерской практике для измерения глубины вертикальных шахтных стволов применялись автоматические длиномеры ДА-2, состоящие:

• из единого корпуса, со встроенной лебедкой, через которую опускается в шахтный ствол мерная проволока;
• и мерного диска со счетчиком оборотов и шкалой на реборде.

В поверхностной полигонометрии использовались автоматические длиномеры марки АД-1м. В их состав входили: проволока, проходящая через длиномер с мерным диском, со считываемым устройством, направляющими роликами и тормозным механизмом. 

Оптический дальномер

• Применению оптического способа определения расстояний между прибором и точками измерений способствовали конструктивные особенности оптических теодолитов и тахеометров. Известный всем геодезистам и маркшейдерам способ определения расстояния нитяным дальномером с постоянным параллактическим углом основан на тригонометрической зависимости:
• (Изображение 1)
• где b – измеряемый переменный базис (длина);
•  φ – постоянный параллактический угол;
• L – измеряемая длина.
• (Изображение 2)

Технически механизм этого метода выглядит в снятии отсчетов по дальномерным нитям сетки нитей, наблюдаемым в поле зрения зрительной трубы, с соответствующей шкалы на поверхности нивелирных реек. Относительная ошибка измерений линий таким способом составляет в районе одной четырехсотой (1/400) длины. Его используют при выполнении, как одиночных определений расстояния, так и при популярной тахеометрической съемке.

Электронные тахеометры, свето-дальномеры и лазерные рулетки

В основе измерения расстояний профессиональными лазерными рулетками, свето-дальномерами, которые применяются и в современных конструкциях электронных тахеометров, заложены три принципа:

• импульсный;
• фазовый;
• комбинированный (импульсно-фазовый).

Импульсный метод состоит в определении измеряемой длины через нахождение времени прохождения сигналов инфракрасного лазерного излучения от источника импульса до объекта и обратно. В фазовом методе длины сторон измеряются через определение разности фаз переданного и получаемого сигналов. Оба этих принципа дают достаточно высокую точность на разных расстояниях от приборов.

В современных тахеометрах используется также комбинированный метод, заключающийся в фазовом способе определения временного промежутка при импульсном излучении сигнала. Нахождения расстояний с их помощью может осуществляться в трех режимах:

• безотражательном;
• на светоотражательную пленку;
• на стандартные призмы.

Для безотражательного способа нахождения длин (горизонтальных проложений) и с применением светоотражательных пленок для расстояний от 0,3 м до 500 м электронные тахеометры дают паспортную точность ± 2-3 мм. При наведении на отражательные конструкции призм на расстояния до пяти километров точность определения увеличивается дополнительно до 2ppm на каждый дополнительный километр измерений.

Лазерные рулетки с такой высокой точностью позволяют очень разнообразно использовать их в строительных и отделочных работах, с учетом наличия в них дополнительных опций по определению площадей, объемов и других.

Радиодальномеры

Радиодальномеры, которые применяются в геодезии, имеют практически одну принципиальную схему. Отличаются они между собой только конструкцией исполнения.

В них используется принцип приема передачи ультракоротких волн на разных частотах от геодезического прибора на одной несущей частоте до приемо-передатчика и в обратном направлении на другой измерительной частоте.

Расстояние между прибором и приемочной станцией определяется по разностям фаз, измеряемых на нескольких различных фиксированных частотах.

Достоинствами такого способа измерений считаются значительная дальность применения и возможность работы при любой непогоде независимо от видимости. К недостаткам можно отнести громоздкость и тяжесть измеряемого оборудования и сравнительно большая и постоянная составляющая погрешности измерений (20-30 мм).

Источник: https://geostart.ru/post/86

Дальномер. Виды и работа. Применение и как выбрать. Особенности

Дальномер – это прибор, предназначенный для определения расстояния между наблюдателем и удаленным объектом без необходимости приближаться к нему. Он широко используется в геодезии, а также в строительстве, топографии и прочих сферах. Также дальномерами пользуются военные для корректировки огня со снайперского оружия и минометных установок.

Кому пригодится дальномер, и его преимущества над измерительной рулеткой

Применение дальномеров имеет массу преимуществ над традиционными измерительными линейками и рулетками, поскольку дает возможность получить точные данные о расстоянии к объекту за считанные секунды. При этом оператор использующий прибор может находиться на одном месте. Это намного удобней и быстрее.

При этом получаются точные показатели с минимальной погрешностью. К примеру, если измерять расстояние между двумя объектами на ландшафте, то при применении обыкновенной измерительной рулетки может возникнуть большая погрешность в связи с наличием на траектории движения неровностей и углублений.

Дальномеры проводят измерения по идеально прямой линии, сводя на нет факторы, влияющие на точность.

Применение подобного оборудования в быту неоправданно. Его могут использовать строители, но только те, которые занимаются возведением зданий, а не внутренней отделкой.

Стоимость подобного инструмента, а также затраты времени на его выставление, делают его применение для монтажной разметки на стенах неактуальным.

Также дальномеры часто используют фотографы, которые предпочитают снимать пейзажи. Интересует это оборудование и астрономов, геодезистов, военных и мореплавателей. Это сугубо профессиональный инструмент, который не стоит покупать любителю, планирующему его использование от случая к случаю.

Виды дальномеров по принципу работы

По принципу работы существующие конструкции дальномеров разделяют на две категории:

Активные наводятся объективом на точку, к которой необходимо измерить расстояние, после чего отправляют на нее световой или звуковой сигнал. Достигнув поверхности предмета, тот отражается и возвращается обратно. Чувствительный элемент прибора улавливает волну и рассчитывает расстояние к объекту на основе времени, которое ушло на ее передвижение.

Активные дальномеры бывают следующих видов:

• Звуковые.
• Световые.
• Лазерные.

Что касается пассивных, то они не посылают никаких сигналов.

Определение расстояния осуществляется по совершенно другому принципу. Такие инструменты работают по законам геометрии.

С помощью пассивных приборов осуществляется вычисление построенного равнобедренного треугольника, по параметрам которого можно высчитать расстояние.

Пассивные дальномеры бывают:

Ультразвуковой дальномер

Является самым неточным устройством, работающим по активному принципу. Это оборудование имеет схожий метод с тем, что используют для ориентирования дельфины или летучие мыши.

Прибор создает звуковую волну, направленную вперед на объект, к которому нужно померить расстояние.

При достижении импульсом преграды создается эхо, которое отбивается и попадает на чувствительную часть ультразвукового устройства.

Такие приборы используют звук с высокой частотой около 40 Кгц. Он неуловимый уху человека, поэтому применение подобного дальномера не вызывает никакого дискомфорта.

Это сравнительно недорогие устройства, но чтобы ими воспользоваться, необходимо правильно направить импульс, на что уходит время.

Конечно, рулеткой мерить намного дольше, но лазерные инструменты более совершенные, чем ультразвуковые.

Лазерный дальномер

Один из самых востребованных. Он направляет на объект пучок света, который отбивается и возвращается на чувствительный сенсор устройства. По тому времени, которое уходит на движение пучка света туда и обратно прибор автоматически рассчитывает дистанцию. Таким образом, оператор просто считывает готовые цифровые данные с дисплея.

Такие устройства могут комплектоваться лазером различной мощности. Дальность измерения зависит именно от яркости излучателя. В продаже можно встретить строительные дальномеры с диапазоном действия от 20 до 50 м.

Также бывают более мощные устройства, которыми пользуются геодезисты. Лазерные приборы очень надежные, а главное могут ремонтироваться.

Лазерные дальномеры являются электронным устройством, которое нуждается в источнике питания. В качестве него может выступать встроенная аккумуляторная батарея или обыкновенные пальчиковые батарейки. В плане экономии лучшее устройство на аккумуляторе, которое можно заряжать от электросети. Себестоимость обеспечения его работы намного ниже, чем при периодической покупке батареек для смены.

Важным преимуществом, которым обладает лазерный дальномер, является возможность измерения расстояния к определенной точке. Инструменты прочих типов такой функции не имеют. Пучок лазерного луча очень тонкий, поэтому он доходит до требуемого участка объекта и отбивается от него обратно. Если поверхность является рельефной, к примеру отвесная скала, то только такое устройство даст возможность получить точные данные

При использовании лазерного дальномера для измерения расстояния от очень удаленных объектом в несколько сотен метров устройство должно закрепляться на штативе.

Дело в том, что дрожание рук при столь значительной дистанции не позволит оборудованию уловить отраженный сигнал, а также изначально направить его прямо в цель.

Если же прибор будет закреплен неподвижно, то это позволит избежать подобных факторов влияющих на погрешность.

Точность измерения лазерным дальномером во многом зависит от условий, в которых осуществляется работа. Под открытым небом при хорошем солнечном освещении устройство теряет свою чувствительность, особенно если приходится действовать на большие дистанции. Также оно плохо работает в туман, но эта проблема присуща всем типам дальномеров, поскольку для них нужна прямая видимость.

Оптический дальномер

Работает по пассивному принципу. Такие устройства часто используют геодезисты, поскольку инструмент поддерживает измерения на дальние расстояния. При необходимости осуществлять топографические работы лучше выбрать оборудование этого типа. Такие приборы работают по всем известной теореме Пифагора, которая является одной из самых главных в геометрии.

Подобные инструменты не имеют датчика, который автоматически определяет расстояние. Смотря в окуляр оптического дальномера нужно визуально зафиксировать данные специальной шкалы, поэтому получение погрешности является неизбежной.

Хотя оптические дальномеры и весьма удачный вариант для дальних измерений, но если нужно померить дистанцию до отвесного объекта с рельефной поверхностью, к примеру отвесной скальной стены, то при взгляде через зрительную трубку данная поверхность будет выглядеть обычной плоскостью. В результате полученные параметры дистанции будут иметь значительную погрешность и показания расстояния в целом, а не к определенной точке отсчета.

Монокуляр стоит дешевле, чем дальномер с двумя зрительными трубками. Кроме этого он менее удобен, поскольку вызывает утомление оператора.

Смотреть через стереоскопические дальномеры комфортнее, а кроме этого они способны определить расстояние до движущегося объекта.

Нитевый дальномер

Работает схожим принципом с оптическим. Для осуществления измерения применяются геометрические вычисления. Устройство применяется со специальной рейкой с нанесенной на нее шкалой делением в 2 см. Она переносится к той точке, до которой необходимо измерить расстояние.

Планка устанавливается горизонтально. Она укапывается в грунт или поддерживается специальными подставками. В крайнем случае ее может удерживать напарник руками.

После того как рейка установлена необходимо вернуться к точке от которой нужно провести измерение и посмотреть на шкалу планки через объектив устройства. Его зрительная труба имеет установленные тонкие горизонтальные нити.

Просматривая через глазки дальномера нужно подсчитать, сколько делений на шкале планки помещается между двумя линиями. После получения данных остается провести расчет по специальной табличке или формуле, в зависимости от желания.

Такое оборудование является довольно точным, но весьма неудобным. Дело в том, что при его применении в любом случае придется отправиться к объекту, к которому нужно померить дистанцию, чтобы установить рейку со шкалой.

После необходимо будет вернуться к устройству и посмотреть через зрительную трубку. Если речь идет о расстояниях в несколько сотен метров, то подобные переходы заберут много времени и сил.

В связи с этим специалисты, которые пользуются подобными дальномерами, обычно действуют с напарником. Оборудование других типов позволяет работать одному.

Похожие темы:

Источник: https://tehpribory.ru/glavnaia/pribory/dalnomer.html