Принцип работы лазерного дальномера

-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?

Измерять расстояния требуется в совершенно разных условиях, поэтому выбор конкретной модели лазерной линейки дальномера будет зависеть от ряда параметров:

1. Дальность измерения. У самых простых устройств она не превышает 40 м, полупрофессиональные модели могут измерить до 200 м.
2. Точность. Недорогая лазерная рулетка имеет погрешность не более 0,3 см, тогда как более продвинутые модели не более 0,1 см.
3. Прочность. Из-за того, что устройство может применяться в непогоду и при большом количестве пыли, оно должно быть выполнено из ударопрочного пластика, не бояться воды и пыли.
4. Наличие упора. Это может быть выдвижной или откидной штырь или скоба. Аксессуар нужен для измерения расстояния из неудобной точки, например, от угла.
5. Возможность проведения дополнительных расчетов и измерение уклонов.
6. Наличие пузырькового уровня на корпусе прибора, который помогает правильно располагать устройство по горизонтали и вертикали.
7. Крепления для установки на штатив бывают полезны для проведения земляных работ на открытой местности.
8. Работа от аккумулятора или батарей. Разряженный аккумулятор нужно ставить на зарядную станцию на определенное время, тогда как батарейки можно легко и быстро заменить.
9. Укомплектованность дополнительными аксессуарами, например, портом для подключения к компьютеру, слотом для карты памяти и защитным чехлом.

Лазерный дальномер – функции

Помимо основной функции измерения расстояния, лазерная линейка может иметь дополнительные возможности:

1. Измерение площади и объема даже сложных по форме объектов.
2. Вычисление сторон по теореме Пифагора и свойствам трапеции.
3. Настройку точки отсчета. По умолчанию она считается от излучателя светового луча, но можно учесть и длину самого прибора или выдвижного штифта.
4. Непрерывное измерение. В этом режиме работы прибор с определенной периодичностью измеряет расстояние и выводит показатели на дисплей.
5. Определение максимальных и минимальных расстояний. Эта опция удобна при вычислении сложных величин.

Чехол для лазерного дальномера

Очень часто строительный дальномер используется в различных погодных условиях, будь то жара, дождь или снег, и на определенной высоте, с которой он может упасть. Все это предусматривают ответственные производители и выпускают устройства с повышенной прочностью и в защитном чехле. Он может быть двух видов:

• съемный, тогда прибор нужно каждый раз вынимать для проведения замеров;
• постоянный, который защищает корпус девайса даже во время измерительных работ.

Учимся пользоваться лазерным дальномером правильно

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:

1. Первоначально устройство включается. Работают устройства от автономных источников питания, которыми могут выступать обычные пальчиковые батарейки или литий-ионные аккумуляторы. Включается дальномер путем нажатия кнопки включения
2. После включения начнет светиться дисплей. Используя кнопки управления, следует выставить соответствующий режим измерений. На обычных устройствах нужно выбрать единицу измерения
3. Установить прибор в первой точке, от которой необходимо произвести измерения. Для этого все агрегаты имеют специальную отметку, по которой нужно ориентироваться при измерениях
4. Как только аппарат будет установлен в первой точке и направлен к поверхности, расстояние до которой нужно определить, остается только нажать кнопку для начала исчислений
5. Уже через 2-3 секунды соответствующая информация будет отображена на экране

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:

1. Замеры лучше проводить в пасмурную погоду, так как яркие солнечные лучи будут способствовать искажению измерений
2. Не рекомендуется проводить работы при сильном тумане, запыленности воздуха или его загазованности
3. Дальномер должен быть зафиксирован на штативе при использовании во время ветреной погоды. Если держать прибор в руках, то даже малейшие колебания будут способствовать снижению качества измерений

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:

• Хранить инструмент следует в сухом и теплом помещении
• Если в устройстве используется литий-ионный аккумулятор, то необходимо контролировать, чтобы он всегда был заряжен
• Нельзя допускать физическое воздействие на инструмент, то есть его ударение, придавливание и т.п.
• Нельзя направлять луч лазера в глаза человеку или животным. Это может стать причиной ухудшения зрения, а также получения ожогов

При малейших повреждениях и ударах инструмента могут возникнуть его неисправности и увеличение погрешности. Чтобы проверить погрешность прибора, необходимо измеренное расстояние перемерить механической рулеткой. Выбрав правильно лазерный дальномер, можно облегчить выполнение измерительных работ.

https://youtube.com/watch?v=FKuopqmgP8s%3F

Публикации по теме

Как работает толщиномер и его разновидности

Виды угломеров и инструкция по их применению

Как пользоваться нутромером — назначение, применение и настройка прибора

Виды строительного правила: рекомендации по их применению

Общая информация об измерительном приборе

Лазерный дальномер, или еще называют лазерная рулетка, нашел свое активное применение при выполнении строительных работ, а также в сфере ландшафтного дизайна, агрономии, топографии и других областях. При проведении строительных работ инструмент активно пользуется как при выполнении наружной отделки, так и внутренней.

Услышав впервые о дальномере, возникает вопрос о том, зачем и для чего же он нужен? Главным его предназначением является измерение расстояний, находясь только в одной точке. Такой инструмент предназначен не только для облегчения физического труда человека, так как выполнить замеры больших расстояний с помощью рулетки совсем не просто, но еще и повысить точность измерений.

Помимо измерения расстояния, дальномеры (в зависимости от функционала) могут выполнять следующие функции:

• вычисление площади помещения;
• определение объема помещения;
• измерения по теореме Пифагора.

Устройство лазерного дальномера включает в себя такие ключевые элементы, как светодиодный излучатель красного или зеленого цвета, а также оптические элементы различной формы. Прибор представляет собой конструкцию, напоминающую мобильный телефон, только в несколько раз толще. Приборы оснащаются ЖК-дисплеями, на которых отображается измеряемая информация. В зависимости от модели, устройства могут быть оснащены визирами, а также видеокамерой или прочими оптическими устройствами.

Принцип работы лазерного дальномера

Принцип работы такого прибора, как лазерный дальномер, основывается на изменении времени, за которое проходит луч до отражателя и обратно. Такой принцип действия прибора позволяет не просто измерять расстояния, но и делать это с большей точностью. Электромагнитная волна создает лазерный луч, который отражается от рабочей плоскости. Луч возвращается в приемник, после чего осуществляется обработка информации.

Чтобы воспользоваться прибором, его изначально следует включить. После этого нужно приложить устройство к одной точки измеряемой поверхности, а затем навести луч на объект, к которому следует отмерить расстояние и нажать на кнопку. Таким простым способом определяют расстояние с помощью дальномера.

Полученные значения можно увидеть на мониторе дальномера в таких единицах измерения, которые были предварительно выставлены.

Стандартные дальномеры стоимостью до 6 000 рублей способны мерить расстояния до 30 метров. Более дорогие модели позволяют производить измерения расстояний до 250-300 метров. При измерении расстояний на больших объектах требуется применение специального штатива, посредством которого можно установить прибор максимально точно. Точность измерительных действий намного выше в темное время суток, чем днем, что обусловлено низкой видимостью лазерного луча. В дорогостоящих моделях применяются визиры или видеокамеры, посредством которых повышается возможность хорошо видеть луч.

Дальномеры в тахеометрах

Следует отметить, что расстояние измеряется с помощью данного оборудования косвенным образом, то есть его длина является не изначально измеряемой величиной, а функцией по отношению к другой измеряемой величине.

Классификация приборов

Всего используют три вида дальномеров в геодезии:

• оптические (или геометрического принципа),
• электрооптические (свето-дальномеры),
• радиотехнические (радио-дальномеры).

Первая группа делится на приборы с постоянным параллактическим углом (наиболее простой пример – нитяные средства измерения) и с постоянным базисом (более сложные устройства, имеющие заметно меньшую погрешность, чем нитяные).

Оптические дальномеры в геодезии по типу работы являются пассивными, они измеряют длину по геометрическому принципу, при нахождении высоты треугольника по известной стороне и противоположному ей углу.

При этом одно из двух значений постоянное, а другое – переменное.

Существует также активный метод измерения, когда к объекту, до которого надо замерить расстояние, посылается тот или иной сигнал.

Так, радиоэлектронный или ультразвуковой дальномер направляет на предмет звуковую волну и принимает обратно отраженный от него звук. По затраченному временному интервалу и определяется расстояние до объекта. При этом следует учитывать плотность воздуха и иные параметры окружающей среды.

Ультразвуковые приборы имеют достаточно большую погрешность, поэтому применяются нечасто.

В отличие от них, лазерный дальномер (рулетка) пользуется большим спросом и в геодезии, и в строительстве. Это самый современный вариант светодальномера.

Его принцип действия также основан на отправке импульса (лазерного луча) до объекта и последующего приёма отраженного сигнала. По сравнению с предыдущей разновидностью приборов, в данном устройстве работу упрощает видимый луч.

А усовершенствование электронного оптического дальномера с лазером современным интерфейсом снизило риск погрешностей при измерениях до минимума.

Сегодня появились лазерные модели с цветными дисплеями, Bluetooth-модулями, возможностью непрерывного измерения, функциями.

2 Какими функциями обладают современные рулетки?

Для повышения эффективности использования многие лазерные дальномеры имеют ряд дополнительных функций, которыми редко пользуются домашние мастера, но для специалистов в сфере строительства и ремонта они просто необходимы. Каждая дополнительная функция сильно отражается на стоимости лазерного дальномера, хотя даже самые простые модели стоят не так уж и дешево (от 5 000 рублей и дороже).

Дополнительных функций, которыми оснащают современные рулетки очень много. Некоторые дальномеры позволяют выбирать среди нескольких систем измерений, оснащаются отражающими панелями, проверяющими полученные результаты измерений, индикаторами заряда батарей и т. д.

Нередко профессионалам требуется проведение большого количества измерений с максимальной точностью, в этом им помогут рулетки с дополнительными математическими функциями, внедренными в программное обеспечение. Некоторые рулетки наделены функцией треккинга, благодаря которой устройство может вычислять расстояние до объекта при непрерывном движении устройства. Измерения фиксируются каждую секунду при движении, записываются в память прибора, после чего анализируются и выводятся на дисплей.

Профессиональные дальномеры позволяют выбирать систему измерений, оснащены отражающими панелями, проверяющими полученные результаты измерений, индикаторами заряда батарей, а также обладают другими преимуществами

В комплекте с инструментом может продаваться и специальная мишень. При измерении расстояния до какого-то объекта на точность полученного результата влияет поверхность этого объекта. Темная, неровная поверхность может поглощать излучение и негативно сказываться на точности замеров. Если перед измерением установить мишень для рулетки, такого негативного эффекта не будет.

Зависимость техники от условий

Дальномер имеет два функциональных блока: излучательный, в составе которого есть лазерный диод, и приемник. За счет электромагнитной волны возникает лазерный луч. Сама волна производится дальномером, далее она отражается от рабочей плоскости, будь то полы, стены, потолок или другая рабочая сторона объекта. После этого идет ее возврат в приемник. Каждая волна имеет свою амплитуду и длину. Последний показатель изначально известен вычислителю дальномера, поэтому дальнейшие его вычисления производятся за счет принципа сложения всех длин волн, которые прошли путь до объекта и обратно. После этого выполняется деление данной суммы надвое. А если есть «обрезанная» волна, то и ее показатель приплюсовывается.

Сравнительные характеристики нескольких моделей лазерного дальномера.

Полученная цифра выводится на дисплей прибора. Измерительная величина, то есть метры или сантиметры, устанавливается по личным требованиям.

Дальномер отлично справляется в условиях закрытых помещений, так как в этом случае расстояния имеют небольшие значения, а помехи и вовсе отсутствуют. А что касается природы, то тут есть несколько факторов, которые могут создать погрешности в работе:

Солнце. Зачастую цвет лазеров является красным, поэтому чем ярче поверхность, тем хуже видна конечная точка

Почему это так важно? Потому что дальномер должен уметь обработать сигнал, а он будет слишком слабым, что может повлиять на точность показаний. Поэтому в темное время суток показания лазерного дальномера более точны. Загрязненность окружающей среды

Загрязненность окружающей среды

Лучший вариант – если работа проводится за городом, так как воздух там прозрачнее. В условиях загазованности или туманности опять-таки возникает риск возникновения погрешностей. Надежность крепления дальномера. Ручные измерения всегда сопровождаются неточностями. Поэтому лучше для замеров использовать специальный штатив. Кстати, многие современные приборы имеют уже в стандартной комплектации такой элемент. Рабочая поверхность. Если измеряемая плоскость будет иметь темный цвет или шершавую структуру, то луч станет поглощаться. Поэтому для таких целей используют светлую поверхность, которая за счет гладкости и цвета помогает повысить коэффициент отражения.

Виды

Классификация лазерных дальномеров производится по таким критериям, как функциональность и принцип работы. По функциональным возможностям устройства делят на три группы, первая из которых представлена простыми моделями с дальностью действия до 30 метров. Такие образцы относятся к категории бытовых инструментов и используют для частного строительства и мелких измерений. Преимуществами бытовых моделей является низкая стоимость и простота использования.

Вторая группа является самой многочисленной и представлена приборами с дальностью действия до 80 м. Устройства оснащены стандартным набором функций, включающим в себя возможность сложения и вычитания, нахождения площади и объёма, а также опцией изменения единиц измерения, памятью последних значений, подсветкой экрана и звуком. Некоторые модели способны работать с двумя и более точками отсчёта и оборудованы таймером. Главным преимуществом приборов среднего класса является их универсальность. К минусам относят неспособность работы с большими расстояниями и невозможность измерения углов наклона.

К плюсам также относят приемлемую стоимость, широкий модельный ряд, простое и понятное управление и длительный срок эксплуатации устройств. Что касается минусов, то особых недостатков у моделей этой группы не выявлено. Исключение составляют жалобы отдельных пользователей на невозможность измерения углов и сложных криволинейных конструкций.

К третьей группе относят высокотехнологичные образцы, которые помимо вышеперечисленных функций, способны выполнять сложные математические расчёты, определять размеры недоступных элементов, высчитывать длину изогнутых линий, вычислять площади треугольников, цифровые значения углов и определять координаты заданных точек. Такие дальномеры способны работать с расстояниями от 100 до 300 м, оснащены встроенной видеокамерой либо оптическим визиром и благодаря мощной подсветке дисплея могут использоваться в тёмное время суток. К преимуществам образцов относят многофункциональность, современный дизайн и наличие большого количества дополнительных функций. Недостатком считают высокую стоимость моделей, что вполне объяснимо широким спектром их возможностей и отличными рабочими качествами.

Импульсивные

Дальномеры этого вида включают в свой состав излучающий детектор и импульсный лазер. Для того чтобы вычислить расстояние до заданной точки, он умножает время прохождения волны на скорость света. Благодаря мощному импульсу модели способны работать с достаточно большими расстояниями (от 1 км) и часто устанавливаются на военных прицелах. Отличительной особенностью импульсивных дальномеров является короткий световой «выстрел» и низкая чувствительность к прерыванию сигнала, что позволяет им эффективно работать под воздействием неблагоприятных факторов внешней среды, например, при большом транспортном потоке, дожде или боковом ветре

Фазовые

Такие дальномеры, в отличие от предыдущего вида, не способны работать на больших расстояниях, однако отличаются высокой точностью измерений и стоят гораздо дешевле импульсивных аналогов. Последнее обусловлено отсутствием дорогостоящего особо точного таймера, которым укомплектованы импульсные образцы. Принцип действия фазовых дальномеров состоит в том, что лазерный луч уходит на объект с одной фазой, затем отражается и идёт назад уже с другой

Устройство в это время принимает во внимание сдвиг фаз и определяет дальность расположения объекта

Двухфазная траектория волны позволяет прибору рассчитывать расстояния с особой точностью, что делает фазовые модели наиболее востребованным видом измерительного оборудования. В случае если объект удалён на расстояние, которое превышает длину волны, лазер отправляет сигнал несколько раз с разной частотой модуляции. Далее в работу включается микропроцессор, который решает систему линейных уравнений и с особой точностью высчитывает расстояние до объекта. Погрешность измерения фазовых моделей составляет +/-0,5 мм, дальность действия не превышает 1 км.

Лазерный уровень с рулеткой

Этот прибор способен выполнить три операции:

измерять. Для этого и существует рулетка. Это лента с разбивкой, но шире, чем в обыкновенной, а значит жестче;

функция уровня. К примеру: часто при обшивке стен квартиры гипсокартоном, требуется четкая длинная линия на одном уровне. Здесь идеально подойдет лазерный уровень с рулеткой.

если снять линзу, то прибором можно пользоваться, как указкой.

Уровень лазерный с рулеткой имеет не очень большую стоимость, поэтому есть смысл иметь его в своем арсенале. Например: очень удобно использовать при ремонте призменный уровень с рулеткой IN-001. Его особенностью является то, что проецируемый при помощи призмы луч, может повторять изгибы в виде углов.  Производят этот прибор в Китае. Имеет следующие технические характеристики:

• мощность луча на выходе —  5mW;
• длина рулетки — 250 см;
• уровень жидкостный, имеет 3 уровня;
• показывает отклонения по горизонтали и вертикали;
• габариты: 19,3х6,2х2,8 см;
• масса — 0,22 кг;
• питается от батареек  AG13 — 3 шт.

Функционал

В эпоху технологического прогресса наивно полагать, что возможности лазерного дальномера ограничатся одним лишь измерением расстояния. Даже относительно недорогие устройства включают в себя приличный арсенал формул и модулей, позволяющих определять периметр, площадь и даже объем исследуемых объектов. Простые приборы, с единственной функцией измерения, тоже встречаются, но даже в самом бюджетном сегменте попадаются все реже. Наибольшее количество возможностей сосредоточено в профессиональных дальномерах, представляющих собой сконцентрированную кладезь теорем, для разнообразных расчетов. Далее конкретно о каждой функции.

Площадь и объем могут вычисляться стандартным способом, путем измерения каждой грани прикладыванием прибора, или же из одной точки со стороны. Функция полезна для отделочных работ, поскольку значительно облегчает и ускоряет расчет количества требуемого материала.

Уровень пригодиться для самых разнообразных строительно-монтажных и ремонтных работ. Оснастка может быть выполнена в роли обычного ватерпаса, установленного на корпусе инструмента или в качестве внутреннего модуля, выводящего градус угла на дисплей.

Скобы откидного типа позволяют производить диагональные измерения из углов, где невозможно плотное прилегание корпуса дальномера. В некоторых моделях, данную функцию выполняют выдвижные штыри, располагающиеся внутри корпуса.

Сохранение данных значительно облегчают работу с большими проектами, избавляя от необходимости ведения записей в блокноте. Возможность, в любой момент, поднять десяток-другой старых замеров, может выручить как на рабочем месте, так и в магазине стройматериалов.

Передача данных на пк или смартфон , в основном осуществляется через кабель, однако все больше моделей начинают оснащаться Bluetooth-модулем. Измерения могут передаваться в стандартных текстовых форматах, или загружаться в специальные программы, где могут быть преобразованы в полноценный чертеж проекта.

Непрерывное измерение превращает дальномер в настоящую лазерную рулетку, обновляющую расстояние до цели в режиме реального времени. Функция позволяет легко отмерять части нужной длины и помогает проверять неровности покрытия.

Визир представляет собой увеличительную оптику, для точного наведения луча на расстояния более 15 метров. В профессиональных моделях, функция имеет вид камеры, выводящей на дисплей картинку с точкой прицела посередине.

Измерение высоты позволяет получить точные данные о размерах дома или длине дерева, при измерении со стороны. Достаточно отмерить расстояние от дальномера до основания, и до конечной точки. На основе полученных данных и углов, устройство рассчитывает высоту. Для максимальной точности, подобные измерения рекомендуется производить на неподвижном штативе, с использованием визира.