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

Работа с оптической рулеткой

Работа таких приборов основывается на свойстве отражения луча от предмета, до которого измеряется дистанция. По такому способу функционируют металлодетекторы. Имеется два способа замера:

• Существует принцип работы лазерной рулетки, основанный на свойствах импульса. Луч достигает объекта измерения, а встроенный счётчик отсчитывает время на прохождение этого расстояния и обратно. Это время нужно поделить на скорость света, равную скорости луча. По таблице рассчитывается расстояние.
• Более распространённые и удобные инструменты работают на синусоидном законе. Это означает, что процессор сравнивает графики фаз луча, поданного на предмет и вернувшегося обратно. Этот метод называется фазным.

Основные и дополнительные функции

Приобретая инструмент, будущий владелец располагает несколькими способностями, которые имеет каждый дальномер. Независимо от модели, такие устройства выполняют следующие расчёты:

• Объём, площадь, диагональ.
• Простейшие математические действия.
• Углы и размеры скатов и наклонных поверхностей.
• Сохранение в памяти результатов замеров.

Кроме стандартных операций, имеются и дополнительные. Они зависят от возможностей микропроцессора и, соответственно, цены. За отдельную плату доступны:

• Цветной экран.
• Электронный термометр.
• Визир.
• Передача данных через Bluetooth.
• Индикатор остатка заряда элементов питания.
• Расчёт специальных инженерных формул.
• Местоположение прибора — трекинг.

Правила работы

Основным преимуществом такого измерительного устройства является простота использования и скорость вычислений. Наибольшую эффективность он покажет в условиях умеренных температур, неяркого света и малой запылённости. При ярком свете для работы потребуется использование защитных очков. Для точности измерений необходима знать, как работает лазерная рулетка:

• Измерения лучше проводить с жёстко зафиксированным прибором. Желательно воспользоваться штативом. Это позволит избежать дрожания рук.
• Включить устройство.
• С помощью специальной кнопки func закрепить начало отсчёта.
• Определить, в каких единицах отразится информация.
• Убедится в правильности выбора.
• Избегать попадания луча в глаза.

Оптический дальномер представляет собой устройство, требующее внимательного и бережного отношения. Срок его эксплуатации можно продлить. Для этого выполняются такие правила:

• Использовать прибор только в целях, указанных в инструкции.
• Соблюдать условия хранения: чистое, сухое место при умеренной влажности и температуре.
• Избегать царапин, ударов, встрясок.
• Если с прибором не работают, он должен находиться в чехле.
• Не вскрывать и не ремонтировать аппарат самостоятельно.

Достоинства и недостатки прибора

Кроме отмеченных скорости и удобства измерений, есть ещё свойства, которые ценятся в лазерных рулетках. С ней можно производить замеры без посторонней помощи: настроить в нужном направлении и с измерительной планкой подойти к необходимой точке. Все дополнительные обмеривания производятся несколькими касаниями кнопок. Для вычислений не нужно дополнительно приобретать устройства.

Конструкция дальномеров

Визуально большинство устройств схожи с мобильным телефоном на верхушке которого расположен лазерный излучатель. Бюджетные устройства обычно оборудованы LED-дисплеем с подсветкой, на котором может расположиться от одной до четырех строк с данными.

Профессиональные устройства оснащены жидкокристаллическими дисплеями и поддерживают несколько тысяч цветов. Такие устройства имеют проработанный интерфейс, внутреннею память и иногда встроенную камеру.

На любой модели снизу экрана расположены кнопки управления, их количество может варьироваться от 2–10 и более в зависимости от типа устройства. Почти на всех моделях, чтобы начать проводить замеры нужно нажать центральную кнопку, которая выделена красным цветом. Продвинутые аппараты со встроенной памятью могут сохранять последние расчеты и проводить сложные вычисления площади помещения и так далее.

В зависимости от цены аппарат может быть в пластиковом корпусе, а может быть в защитном чехле, который будет надежно защищать дальномер от падений.

Нивелиры

Какими инструментами пользуются для измерения расстояний на местности и по плоским поверхностям? Это нивелиры. Широко применяются для отделочных работ – укладке плитки и твердых настенных и напольных материалов, для снятия данных о зданиях и уровнях земли. С помощью прибора можно сделать точную разметку, сформулировать правильное направление стен и др. Стандартные устройства снабжены окуляром и шкалой, в конструкции новых применяются лазерные лучи. Нивелиры возможно использовать только совместно со штативами для повышения точности показаний и избегания тряски прибора при работе.

Стандартный нивелир

Рекомендации

• Покупайте инструменты для измерений в проверенных строительных магазинах. На рынке часто можно встретить подделки, которые после нескольких использований придут в неисправное состояние.
• Если вы не планируете использовать прибор в будущем, можно сэкономить и взять технику в аренду на необходимый период.
• Делайте поверку приборов перед ответственными замерами. Даже самая дорогая техника может выйти из строя. Обычная проверка может оказать хорошую службу для вас.
• Не оставляйте приборы на аккумуляторах включенными. После глубокой разрядки элемент питания может потерять часть емкости.
• Не рекомендовано применять устройства на аккумуляторах в сильные морозы на улице, низкие температуры отрицательно сказываются на работе любых устройств.

Что такое электронный дальномер

Электронный дальномер — это прибор широкого спектра действия. В зависимости от начинки приборы могут быть использованы для замера расстояния, объёма помещения, площади поверхности и для вычисления других параметров. Для того чтобы правильно выбрать устройство, надо определиться, для каких конкретно целей оно вам необходимо и какие именно функции прибора вы будете активно использовать, сможете ли вы полноценно пользоваться сложными функциями прибора. Если вы занимаетесь отделкой квартир, вряд ли вам понадобится профессиональный дальномер, способный работать на расстояниях до 300 м.

Разновидности электронных измерителей

В настоящее время существуют три основные разновидности этих устройств:

• Лазерный.
• Ультразвуковой. Принцип работы — в сторону поверхности, до которой надо определить расстояние, посылается ультразвуковой импульс. Он отражается и возвращается назад, улавливается приёмным блоком прибора. Замеряется время, которое на этот путь затрачено, по нему определяется расстояние.
• Импульсный. Принцип работы такой же, только вместо лазерного луча или ультразвука используется радиоимпульс.

Ультразвуковой и импульсный дальномеры сейчас являются устаревшими моделями. Их показания слишком зависят от плотности воздуха и других факторов, что влияет на увеличение погрешности измерений, к тому же ультразвуковой прибор работает на небольших (не более 20 м) расстояниях.

Таким образом, при выборе дальномера в настоящее время предпочтение лучше отдавать лазерным приборам.

Как работает лазерный прибор

В лазерном измерителе расстояния имеется два основных функциональных блока — излучательный и приёмный. Прибор устанавливается в нужное положение (выставить его можно с помощью встроенного пузырькового уровня), после нажатия пусковой кнопки излучательный блок выпускает лазерный луч в поверхность, расстояние до которой необходимо определить. Отразившись от поверхности, луч возвращается и улавливается приёмным блоком, после чего встроенный микропроцессор прибора выдаёт результат, который можно увидеть на цифровом экране. Естественно, между устройством и поверхностью не должно быть никаких преград для луча.

Условия, влияющие на работу прибора:

• Загрязнённость воздуха. В условиях тумана, большого количества пыли, дыма или пара возрастает риск возникновения погрешностей.
• Солнечный свет (освещённость). На солнечном свете сигнал (луч лазера) слабеет, микропроцессору устройства труднее его обработать, что тоже приводит к возникновению погрешностей. Замеры лазерным дальномером будут более точными в тёмное время суток или в закрытом помещении.
• Рабочая поверхность. Луч будет поглощаться поверхностью тёмного цвета или поверхностью, имеющей не совсем гладкую структуру. В таких условиях используют мишень, которая обычно входит в комплект лазерного строительного дальномера.
• Надёжность установки прибора. Для получения качественных результатов устройство должно быть устойчиво установлено на пол (почву). Желательно для этого применять штатив, который обычно также присутствует в комплекте.

Читать также: Тестер электрический мультиметр профессиональный

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

https://youtube.com/watch?v=nx2vYIl8bK8%3F

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. Конструктивно устройство имеет вид мобильного телефона, но есть модели и больших размеров. Миниатюрный лазерный дальномер стоит недорого, поэтому каждый может себе позволить себе такое приобретение при проведении ремонтных и строительных работ.

Оптический измеритель расстояния

Такие замеры расстояний с точностью до миллиметра в обычной практике необходимы нечасто. Ведь ни туристы, ни военные разведчики не будут носить с собой габаритные и тяжелые предметы. В основном их используют при проведении профессиональных геодезических и строительных работ. Часто используют при этом такой прибор для измерения расстояния, как оптический дальномер. Он может быть как с постоянным, так и с переменным параллактическим углом и представлять собой насадку к обычному теодолиту. Измерения производятся по вертикальным и горизонтальным измерительным рейкам, имеющим специальный установочный уровень. Точность измерений такого дальномера достаточно высока, и погрешность может достигать значения 1:2000. Дальность же измерения небольшая и составляет всего лишь от 20 и до 200-300 метров.

-Лазерная рулетка

Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.

Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.

В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.

Дополнительные устройства

Точность измерений зависит как от технических параметров, так и от правильного расположения дальномера, поэтому для проверки нулевого показателя рекомендуется пользоваться пузырьковым уровнем.

Выдвижные упоры и хомуты предусмотрены для закрепления на нулевых поверхностях или штативах. Наличие съемных батареек, индикатора затрат энергии и автоматического отключения значительно облегчают использование. Современные модели обладают возможностью подключения к компьютеру и использования съемной карты памяти.

Класс защищенности корпуса и качество дисплея выбираются в зависимости от внешних условий, в которых будет использоваться прибор.

-Штатив

Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.

-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.

Оптический измеритель расстояния

Такие замеры расстояний с точностью до миллиметра в обычной практике необходимы нечасто. Ведь ни туристы, ни военные разведчики не будут носить с собой габаритные и тяжелые предметы. В основном их используют при проведении профессиональных геодезических и строительных работ. Часто используют при этом такой прибор для измерения расстояния, как оптический дальномер. Он может быть как с постоянным, так и с переменным параллактическим углом и представлять собой насадку к обычному теодолиту. Измерения производятся по вертикальным и горизонтальным измерительным рейкам, имеющим специальный установочный уровень. Точность измерений такого дальномера достаточно высока, и погрешность может достигать значения 1:2000. Дальность же измерения небольшая и составляет всего лишь от 20 и до 200-300 метров.

Про лазерные измерители

К лазерному типу измерительных приборов в настоящее время относится целый спектр помощников современного мастера. В этот разряд входят лазерные:

• измерители;
• уровни;
• дальномеры;
• нивелиры;
• отвесы и пр.

Выбирая современные лазерные измерители, потребитель должен знать, что они наделены множеством вспомогательными функциями. Эти опции помогают приборам производить всевозможные математические операции, анализировать и сопоставлять результаты измерений, констатировать и фиксировать их, передавать на всевозможные коммуникаторы и другие гаджеты, включая ПК  и мобильные дейвайсы. Там информация проходит последующую обработку.

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.

Вешка

Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.

В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.

Лазерная рулетка

Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.

Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.

В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. Практически все измерения помещений для экспертиз помещений или технических планов без нее не обходятся. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.

Виды дальномеров

По принципу работы лазерные дальномеры разделяются на фазовые и импульсные.

Фазовые измерители

Фазовые дальномеры имеют не очень большую дальность действия, но они намного точнее в силу принципа своей работы и дешевле из-за того, что в них не встраивают дорогой сверхточный таймер.

Фазовый дальномер работает на небольших расстояниях, но имеет хорошую точность и низкую цену

Принцип работы дальномеров такого типа заключается в том, что лазерная волна посылается на объект с одной фазой, а отражаясь, возвращается с другой. Рассчитав сдвиг фаз, прибор определяет расстояние до объекта. Благодаря такому принципу работы измерения фазовым дальномером имеют высокую точность. При необходимости работы на расстояниях, превышающих длину излучаемой волны, прибор посылает сигнал несколько раз, изменяя частоту модуляции. Затем процессор устройства определяет точное расстояние до цели путём решения системы линейных уравнений.

Импульсные измерители

Импульсный дальномер состоит из детектора излучения и импульсного лазера. Он вычисляет расстояние до объекта путём умножения времени прохождения луча на величину скорости света. Импульсные измерители работают на гораздо больших расстояниях, чем фазовые, благодаря более высокой мощности излучаемого импульса. Такие дальномеры часто применяют для военных прицелов.

Сравнение принципов работы импульсных и фазовых измерителей

1. Фазовый дальномер при измерении расстояния использует модулированный световой сигнал, а импульсный — световой импульс.
2. Импульсные дальномеры измеряют гораздо большие расстояния, чем фазовые, так как мощность посылаемых импульсов у них гораздо больше.
3. Импульсный метод измерения расстояния менее точен, чем метод измерения разности фаз. Но благодаря современным методикам обработки сигнала в импульсных дальномерах это различие становится не таким значительным.
4. Размер отражаемой лазерной точки становится больше с увеличением расстояния. Это справедливо для обоих принципов измерения, хотя отклонение лазера от точки отражения разное, так как отличаются размер и форма лазерного пятна.
5. Фазовый и импульсный принципы работы различаются также чувствительностью к прерыванию сигнала. При работе под воздействием некоторых внешних факторов (в потоке транспорта, при плохих погодных условиях) фазовый дальномер будет работать хуже, чем импульсный.