Оптический дальномер: принцип работы и действия

Содержание материала

Что такое лазерный дальномер?

Для точного и оперативного измерения относительно небольших расстояний используется бытовой лазерный дальномер, характеристики которого отличаются от приборов профессионального назначения. Устройство представляет собой пластиковый корпус, в который встроены излучатель светового сигнала и его приемник. На специальном дисплее моментально выводится информация о размерах нужного объекта или дальности расположения предметов друг от друга.

Более сложные модели снабжены микропроцессором, который способен проводить некоторые расчеты. Лазерный строительный дальномер может посчитать:

  • площадь;
  • объем;
  • угловые величины;
  • неизвестную сторону треугольника;
  • разделить расстояние на равное количество отрезков или метраж, подчиняющийся определенной пропорции;
  • все найденные параметры могут быть записаны на специальную карту памяти.

Как работает лазерный дальномер?

Изначально высокоточные устройства для измерения расстояния были разработаны для военной промышленности. Со временем эти компактные приборы перекочевали в гражданскую сферу. Принцип работы лазерного дальномера основан на сдвиге фазы отраженного лазерного луча. При включении прибора, встроенный излучатель генерирует световой пучок известной длины волны и частоты. Отраженный от измеряемой поверхности луч воспринимается фотоприемником.

Полученные показания фазы отраженного луча сравниваются с изначальными данными в специальном устройстве – микропроцессоре. После несложных вычислительных операций лазерный дальномер выдает показатель измеренного расстояния. Все эти расчеты производятся в кратчайшие сроки за доли секунды. Погрешность бытовых приборов составляет не более 3 мм, тогда как профессиональные девайсы рассчитывают расстояние с точностью до 1 мм.

Какой дальномер лучше – лазерный или ультразвуковой?

При проведении строительных или ремонтных работ бывает важно быстро и точно измерить расстояние в одиночку, без помощи других людей. Пользоваться стандартной рулеткой не всегда удобно, поэтому в специализированных магазинах представлено огромное множество электронных измерительных приборов

Самый популярный из них – цифровой лазерный дальномер, принцип работы которого был рассмотрен выше.

Встречаются и ультразвуковые модели. Работают они также, как и лазерные, только вместо светового луча посылают звуковую волну. Встроенный приемник засекает отраженный звук, рассчитывает прошедшее от точки начала измерения время и выдает искомое значение. Отличия таких устройств следующие:

  1. Дальность измерений. У ультразвука она редко превышает 30 м, тогда как лазер можно применять до 200 м.
  2. Точность. У ультразвуковых моделей она может доходить до 0,5-1% от измеряемой длины, что не всегда приемлемо. При неблагоприятных погодных условиях (снег, дождь) погрешность может увеличиваться.

-Тахеометр.

Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.

В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. Тахеометры на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений.

Как выбрать лазерный дальномер

Рулетка – одно из важнейших приспособлений при любых ремонтных и строительных работах, независимо от масштабов. Во многих случаях точность и аккуратность выполняемых операций влияют на качество выполняемых действий, поэтому профессионалы предпочитают пользоваться лазерными дальномерами или лазерными рулетками.

В домашних условиях это устройство тоже используют, а в продаже можно найти недорогие бытовые модели. Как выбрать лазерный дальномер для измерения расстояния и как это устройство работает?

Принцип действия дальномеров

Выбрать лазерный дальномер нетрудно, если знать его характеристики, влияющие на эксплуатационные возможности. В устройство встроен лазерный излучатель, который испускает луч. Последний достигает определенного объекта или поверхности, отражается и возвращается в оптический визир.

Встроенный в лазерную рулетку микропроцессор обрабатывает данные: время, за которое лазерный луч достиг отдаленной точки и вернулся обратно. В результате обработки этой информации на экран выводится значение в определенном формате.

В зависимости от стоимости и технических характеристик, лазерные дальномеры отличаются классом точности, дальностью измерения и другими параметрами. Например, точность до 1 мм на 10 м – это не самый лучший показатель, свойственный даже бюджетным бытовым лазерным рулеткам.

В использовании эти приспособления очень просты, а некоторые модели обеспечивают возможность измерения угла, а не только расстояния. Предельная дальность тоже варьируется, но об этом еще расскажем далее.

Области применения инструмента

Точность измерения расстояния лазерным дальномером обеспечивает почти безграничные возможности при использовании этих устройств. Многие из них имеют функцию запоминания последних значений, а некоторые даже автоматически рассчитывают площадь, кубатуру и другие параметры помещений. Сферы и способы использования приспособлений следующие:

  • строительные и ремонтные работы;
  • монтаж коммуникаций и разных конструкций;
  • оформление дизайна помещений;
  • ландшафтные работы;
  • земляные работы;
  • геодезические работы;
  • проектирование систем кондиционирования, вентиляции и пр.

Таким образом, такое средство измерения, как лазерный дальномер, используется дизайнерами, строителями, отделочниками, землемерами и людьми, занятыми во многих других сферах.

Как выбрать подходящий лазерный дальномер

Какой лазерный дальномер выбрать, ведь производители сегодня предлагают разные модели, отличающиеся многими техническими параметрами. Покупая такую рулетку, вам нужно учитывать следующие характеристики:

  • Дальность измерений. Недорогие бытовые модели работают на расстоянии до 30-50 метров, а есть профессиональные лазерные рулетки, добивающие на 250 метров и более (до 10000 м).
  • Точность измерений. Для большинства ремонтно-строительных работ вполне достаточно устройств с погрешностью до 3-5 мм. Профессиональные устройства измеряют расстояние с точностью до 1 мм.
  • Диапазон рабочих температур. Каждая лазерная рулетка работает в помещении, а для использования прибора на улице этот параметр нужно учитывать при покупке.
  • Время автономной работы. Этот параметр всегда указывают с учетом одного заряда автономного аккумулятора.

Дополнительный функционал лазерных рулеток

Погрешность лазерных дальномеров, дальность измерений и другие параметры важны, но также удобство эксплуатации приборов зависит от дополнительных функций:

  • Возможность установки на штатив.
  • Подсветка дисплея.
  • Память на несколько последних измерений.
  • Скоба для замеров из неудобных мест (щели, внутренние углы и пр.).
  • Автоматические расчеты параметров помещения, исходя из полученных измерений.
  • Измерение диагоналей и углов.
  • Встроенный визир для удобства работы на улице с ярким солнцем.

Все эти опции также отражаются на цене прибора. Каждый решает для себя, какой лазерный дальномер выбрать для решения главных задач.

Также при выборе учитывается компания-производитель. В продаже есть недорогие устройства от малоизвестных брендов, которые тоже неплохо работают. Это преимущественно бюджетные бытовые модели. Профессиональные лазерные рулетки лучше выбирать от проверенных компаний, таких как Makita, Metabo, Bosch и других.

Секреты использования строительной рулетки

Механическая рулетка состоит из корпуса, ленты и катушки. Каждая из этих составляющих имеет свои особенности. Катушка на лентах бывает автоматическая и ручная.

Зацеп на ленте находится на нулевой отметке. Держится на заклепках. Его можно прикреплять к началу объекта и не бояться, что он слетит во время измерения. Так же на зацепе есть отверстие, которое можно за что-либо закрепить. Способ удобен при измерении больших расстояний.

Сферы использования строительной рулетки включают в себя и разметку. Делать это можно карандашом или зацепом.

Чтобы разметить материал зацепом, нужно просто сделать на нем зазубрины. Такой вариант отлично подойдет для мягкой и средней твердости материалов, таких как дерево или гипсокартон.

Для карандашных разметок нужно немного доработать конструкцию измерительного прибора и прикрепить к корпусу карандашный держатель от циркуля. Таким образом, можно использовать рулетку как циркуль или рейсмус и делать отметки на необходимых расстояниях.

Корпус можно использовать для измерения углов или маленьких расстояний. На рулетке всегда указывается размер корпуса. Таким способом можно измерять проемы, так как лента рулетки недостаточно гибкая, чтобы сгибаться.

Так же корпус рулетки можно использовать для записей. Для этого можно наклеить на него малярную ленту и делать заметки.

Инструмент поможет разметить одинаковые расстояния на поверхности, после чего можно ее разделить. Например, мы имеем лист гипсокартона шириной 19 см, а нужно получить четыре равные части. Чтобы избавить себя от необходимости деления и точной отметки, зацепляем нулевую отметку за один край листа и тянем рулетку не вдоль, а слегка поперек. Необходимо, чтобы на противоположном крае листа, было число, которое легко делиться на 4, ближайшее к 19-ти (например, 20). Далее делаем отметки через каждые 5 см и получаем 4 равные отрезка.

Еще с помощью рулетки можно любое число разделить на два, просто согнув ленту на две части.

Критерии выбора

Зачем покупать лучший лазерный дальномер, если планируется пользоваться ним от случая к случаю. Приборы, измеряющие расстояние до 30 метров обойдутся в 5000-6000 рублей. Китайские аналоги стоят в 2 раза дешевле, но и служат они не так долго, как фирменные модели, например, Bosch, Интерскол и прочие. 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.

https://youtube.com/watch?v=e3U9KLJPnZA%3F

При покупке также необходимо учесть такие критерии:

Наличие встроенного визира. Если планируется работы проводить на улице, то наличие визира на приборе является обязательным. Визиры бывают цифровыми и оптическими. Оптический визир реализован за счет применения линзы, а цифровой работает от применения дисплея. Попытка сэкономить, и купить лазерный дальномер без визира, приведет к тому, что результаты замеров будут иметь большие погрешности. Если лазерный дальномер будет применяться в помещении, то для этого подойдут модели без визиров
Минимальная длина измерений. Многие при покупке не учитывают данный критерий, поэтому в итоге не могут измерить прибором расстояние до 50 см

Однако такое расстояние не трудно измерить линейкой или механической рулеткой, но при покупке обязательно обратите внимание не только на максимальную длину замеров, но и минимальную
Точность показаний или погрешность. Здесь все просто, чем дороже дальномер, тем меньше показатель погрешности

Еще точность показаний зависит от измеряемого расстояния, и чем оно больше, тем погрешность соответственно выше. Устройства из категории недорогих до 5-6 тысяч рублей имеют параметры погрешности, которые находятся в пределах от 1,5 до 3 мм. Дорогие модели имеют параметры погрешности до 0,5-1 мм
Функционал инструмента — чем больше опций (различные расчеты, подсчеты, вычисления), тем дороже прибор. Самые простые модели способны только мерять расстояние до 20-30 метров, и стоят они обычно не более 3-4 тысяч рублей. Более дорогие измеряют длину до 100 метров, и при этом они способны самостоятельно производить вычисления. Самые усовершенствованные модели не только меряют большие расстояния до 300 метров, но они еще и способны исчислять площадь треугольников, вычислять координаты точек, длину кривых участков и т.п.

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

Советы по выбору подходящего дальномера среди различных доступных моделей

В настоящее время существует множество моделей лазерных дальномеров которые наилучшим образом соответствует конкретным потребностям пользователя. В ассортимент производителей включен очень широкий спектр лазерных измерительных устройств, которые пытаются удовлетворить потребности и запросы различных клиентов.

Дальномеры с двойным лазером, оснащенные передним лазером и задним лазером, которые одновременно измеряют в двух противоположных и параллельные направления. На экране мгновенно отображается общая измеренная длина. Сумма двух лазерных измерений, а также отдельные значения, измеренные в двух направлениях (спереди и сзади).

Уникальный в своем роде, этот двойной лазер имеет большое преимущество, так как он может измерять по вертикали, то есть высоту потолка комнаты, оставаясь при этом комфортно стоя, не наклоняясь к земле. Для горизонтальных измерений можно измерить сторону комнаты, не касаясь одного из ее концов.

Поскольку невозможно одновременно наблюдать и проверять точки двух противоположных лазеров, инструмент имеет встроенный инклинометр, который помогает пользователю удерживать инструмент в горизонтальном или вертикальном положении во время операций измерения. Поскольку два лазера расположены рядом, эти инструменты очень компактны и даже меньше, чем традиционный лазерный дальномер.

Мини дальномеры, размером с зажигалку. Такие дальномеры оснащенный функцией непрерывного измерения, этот прибор имеет преимущество в том, что он выделяет максимальные и минимальные измерения, полученные путем колебания лазерного луча вокруг желаемой целевой точки.

Индикация минимального измерения имеет важное значение, когда вам нужно точно определить расстояние от стены, потому что он выделяет и выделяет измерение, выполненное перпендикулярно. Стандартные модели дальномеров которые немного меньше, чем мобильный телефон, имеют нескользящий корпус и более интенсивный лазерный луч

Этот инструмент указывает обнаруженную меру на экране с высокой видимостью, он очень прост в использовании, так как вы можете использовать его, нажав всего одну кнопку

Стандартные модели дальномеров которые немного меньше, чем мобильный телефон, имеют нескользящий корпус и более интенсивный лазерный луч. Этот инструмент указывает обнаруженную меру на экране с высокой видимостью, он очень прост в использовании, так как вы можете использовать его, нажав всего одну кнопку.

Новые лазерные дальномеры отличаются растущим числом доступных функций, которые могут быть очень полезны для профессиональных операторов (например, цифровой инклинометр, различные типы косвенных измерений).

Лучшие модели лазерных дальномеров оснащаются целевой камерой, видоискателем и инклинометром, которые могут имеет 4-кратный ЗУМ, двойной инклинометр (2 направления) и до 16 ГБ внутренней памяти для хранения результатов измерений и фотографий измеренных точек.

Они могут делать видео и голосовые записи. Новейшие модели дальномеров имеют самые передовые функции косвенного измерения, которые делают возможными даже измерения, которые на первый взгляд казались невозможными. Это позволяет профессионалам хранить все видео и голосовые записи в устройстве.

Особенности конструкции и принцип работы оптических дальномеров

Оптические дальномеры — обобщенное название группы дальномеров с визуальной наводкой на объект (цель), действие которых основано на использовании законов геометрической (лучевой) оптики.

Распространены оптические дальномеры: с постоянным углом и выносной базой (например, нитяной дальномер, которым снабжают многие геодезические инструменты — теодолиты, нивелиры и т. д.); с постоянной внутренней базой — монокулярные (например, фотографический дальномер) и бинокулярные (стереоскопические дальномеры).

Оптический дальномер (светодальномер) — прибор для измерения расстояний по времени прохождения оптическим излучением (светом) измеряемого расстояния.

Оптический дальномер содержит источник оптического излучения, устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмное устройство и устройство измерения временных интервалов. Оптический дальномер делятся на импульсные и фазовые в зависимости от методов определения времени прохождения излучением расстояния от объекта и обратно.

В дальномерах измеряется не сама длина линии, а некоторая другая величина, относительно которой длина линии является функцией.

В геодезии применяют 3 вида дальномеров: оптические (дальномеры геометрического типа), электрооптические (светодальномеры), радиотехнические (радиодальномеры).

В импульсном светодальномере источником излучения чаще всего является лазер, излучение которого формируется в виде коротких импульсов. Для измерения медленно меняющихся расстоянии используют одиночные импульсы, при быстро изменяющихся расстояниях применяется импульсный режим излучения.

Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50—100 Гц, полупроводниковые — до 104—105 Гц. Формирование коротких импульсов излучения в твердотельных лазерах осуществляется механическими, электрооптическими или акустооптичекими затворами или их комбинациями. Инжекционные лазеры управляются током инжекции.

В фазовых светодальномерах в качестве источников света применяются накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. Оптический дальномер со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2—5 км, с газовыми лазерами при работе с оптическими отражателями на объекте — до 100 км, а при диффузном отражении от объектов — до 0,8 км; аналогично.

Оптический дальномер с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых светодальномерное излучение модулируется интерференционными, акустооптическим и злектрооптическими модуляторами. В сверхвысокой частоты фазовых оптических дальномерах применяются электрооптические модуляторы на резонаторных и волноводных сверхвысокой частоты структурах.

В импульсных светодальномерах обычно в качестве фотоприёмного устройства применяются фотодиоды, в фазовых светодальномерах фотоприём осуществляется на фотоэлектронные умножители. Чувствительность фотоприёмного тракта оптического дальномера может быть увеличена на несколько порядков применением оптического гетеродинирования. Измерение временных интервалов чаще всего осуществляется счётно-импульсным методом.

Дальномер – является лучшим прибором для измерения расстояния на длинные дистанции. Дальномер тахеометра характеризуется не только точностью, но и дальностью. Как правило, это дальность измерения расстояний до одной призмы. Следует отметить, что эти характеристики связаны друг с другом.

Несмотря на то что значительная часть объема измерений тахеометром не превышает 500–1000 м, периодически приходится измерять значительно более длинные расстояния. Поэтому наилучшими сегодня являются дальномеры с точностью измерений не ниже 2 мм + 2 ррм при дальности 3000–4000 м. Эти параметры должны стать стандартными в будущем для большинства тахеометров. Увеличение дальности измерений в ущерб точности нецелесообразно и неэффективно.

Ожидается, что в целом на мировом рынке в ближайшем будущем стоимость самого оборудования снизится, а встроенных программных средств и их приложений повысится. Стоимость сервиса и запасных частей также должна снизиться вследствие увеличения надежности работы приборов и продления срока их жизнедеятельности. Однако затраты на обучение и поддержку пользователей, очевидно, увеличатся из-за усложнения конфигурации систем, возможностей их модернизации и многофункционального применения.

Как пользоваться электронной рулеткой ↑

Чаще всего в продаже встречаются лазерные рулетки или ультразвуковые измерительные приборы с лазерной указкой. Существенной разницы в правилах эксплуатации нет. Если вам нужно получить точные данные о результатах замеров, все измерения нужно производить в строго установленном порядке, придерживаясь инструкции. Если вам предстоит работать с дальномером в помещении, то сложности это не представляет.

  1. Включите прибор.
  2. Выберите нужные настройки: режим работы (простые измерения, вычисления площади, формулы Пифагора, непрерывное измерение, минимальное/максимальное значение или другое), единицы измерения.
  3. Установите дальномер по уровню в точке отсчета.
  4. Проведите замеры, результаты получите на дисплее.


Принцип измерения

Немного сложнее работать с лазерной рулеткой в условиях стройплощадки. На солнце инфракрасный луч плохо видно. Многие используют специальные очки, которые улучшают видимость в инфракрасном спектре.

Если измерения проводятся на больших расстояниях, в солнечный день, да и сам объект выполнен из светопоглощающих материалов, не обойтись без отражающей пластины. Хорошо, когда она есть в комплекте, но это случается редко, чаще ее приходится докупать отдельно.

У пластины две стороны, и они разные по назначению. Светлая служит отражателем при дальности замеров до 30 м, красная – на больших расстояниях.

Опять же, при большой дальности не рекомендуется работать на весу. Лучше, а иногда просто обязательно, пользоваться штативом

Следует соблюдать меры предосторожности при работе с лазерными приборами. Никогда не светите лазером в глаза себе или другим людям, это может вызвать серьезную травму сетчатки глаза

Как выбрать дальномер: рекомендации


Электрооптический дальномер.

Перед приобретением дальномерного устройства необходимо определиться с предстоящими работами, то есть с тем, для каких целей он нужен. Чем больше функций у прибора, тем он дороже будет стоить.

Пункты, которые необходимо учесть перед выбором:

  1. Классификация.

Подобные приборы бывают:

  • бытовые;
  • профессиональные.

Если прибор приобретается для внутренней отделки квартир, то для этих целей подойдет простое бытовое устройство. Если предстоит работать при более суровых условиях и на сложных строительных объектах, то необходимо призадуматься над профессиональным оборудованием. Но цена на профессиональные приборы значительно выше. Бывает и так, что некоторые бытовые дальномеры могут быть оснащены дополнительными функциями.

  1. Дальность замера.


Структурная схема импульсного лазерного дальномера.

Современные лазерные измерительные приборы могут иметь дальность луча до 200 м

Приобретая устройства с максимальной дальностью измерения, необходимо обратить внимание на приспособление для установки штатива, так как производя замеры на больших расстояниях, нужно иметь штатив. В случае использования прибора для строительства загородного дома или на строительных площадках небольшого размера, достаточно использовать дальномер с дальностью до 50 м

  1. Точность дальномера.

В основном все лазерные дальномеры обладают точностью измерений с погрешностью от 1.5 до 2 мм, что решает проблемы при бытовых и профессиональных застройках.

  1. Производитель.

Качество дальномеров также напрямую зависит и от производителя. Самыми лучшими компаниями по производству дальномеров считаются BOSH, Stabila. Как правило, устройства европейских производителей намного дороже продукции китайского производства, но и качество китайских намного уступает.

  1. Гарантийное обслуживание.

Любая известная компания на свое оборудование предоставляет гарантийный талон, предоставляющий право на сервисное обслуживание. В обычных случаях гарантия дается на 1-2 года на бытовые лазерные приборы и до 3 лет на профессиональное оборудование. Приобретая дальномер, необходимо выяснить, имеется ли центр для обслуживания оборудования той или иной фирмы.

  1. Дизайн и удобство при использовании.

При подборе лазерного устройства необходимо его подержать в руках. Он должен быть удобным, нетяжелым и не выпадать из рук. Чем меньше габариты устройства, тем удобней его использовать, так как можно поместить даже в карман. Для удобства применения дальномера многие производители оснащают его корпус резиновыми деталями.

  1. Функциональность.