Принцип действия лазерного дальномера

Если хорошо изучить лазерный дальномер, принцип работы прибора, то будет проще сориентироваться среди представленных моделей подобных устройств. Измерение дальности с помощью импульсного способа предполагает использование формулы L = ct/2, где с является скоростью распространения, а Т – временем, затрачиваемым на прохождение импульса. Наибольшей точностью обладают приборы, которые позволяют получать короткие импульсы.

Измерить дальность можно:

• Фазовым,
• Импульсным,
• Фазо-импульсным способом.

И наибольший интерес представляет именно импульсный метод, в процессе которого отправляется зондирующий импульс, достигающий поверхности, и в это время запускается счетчик, считающий время прохождения сигнала. После отражения импульс возвращается к лазерному дальномеру и происходит остановка счетчика, тем самым, фиксируется расстояние.

Модели

Перед принятием решения о покупке, нужно сделать лазерные дальномеры сравнение, взяв для анализа наиболее популярные модели. Среди приборов, специально созданных для определения расстояния, выделяются:

• Лазерные бинокли Carl Zeiss,
• Лазерные дальномеры Bushnell, Leica Rangemaster и Carl Zeiss,
• Бинокли и дальномеры от компаний Nikon, Zenit и Sturman.

Предварительно нужно определиться с целями, для которых вы планируете использовать лазерный прибор, и тогда будет проще сделать правильную покупку. Лазерные рулетки активно используются вооруженными силами, в том числе среди основных пользователей:

• Наземная военная техника,
• Авиация,
• Морской флот,
• Артиллерия.

Также активными пользователями являются охотники, потому что подобные приборы позволяют быстро определять расстояние до мишени и увеличивать количество добытых трофеев. Но еще одним направлением, где применяются данные электронные устройства, является строительство, потому что специалисты получают возможность для определения габаритных размеров и уровней помещения и различных сооружений.

Применение

Когда человек знает лазерный дальномер принцип работы, он способен использовать его с максимальной эффективностью. И если он работает с таким прибором на строительном объекте, то он сможет:

• Быстро вычислить площадь,
• Осуществить передачу данных на компьютерную технику,
• Замерить недоступные объекты.

Кроме того, данные устройства обладают надежной степенью защиты от пыли и механического воздействия. Лазерными рулетками пользуются даже в тех случаях, когда температура опускается на максимально низкий уровень.

Обычно дальномеры выполняются в прочном пластиковом корпусе, на котором имеются кнопки для управления и дисплей для наблюдения за получаемыми данными.

Если вы знаете дальномер лазерный, как работает, можете сразу включать прибор и направить луч на ближайший объект, чтобы быстро произвести измерение. Некоторые приборы подобного типа снабжаются дополнительно штативами и прочими приспособлениями.

Для того чтобы осуществлялось питание, пользуются аккумуляторными батарейками 1,5 В, тип АА. Для гарантированно длительного действия прибора, нужно иметь запасной комплект элементов питания.

Фазовые дальномеры

Чтобы работал фазовый дальномер, применяется синусоидальный принцип, когда происходит сравнение фаз отправленного и отраженного сигнала. Когда получается результат подобных измерений – это расстояние. Данные рулетки отличаются высоким уровнем точности, к тому же они относятся к дорогостоящим.

Есть разные режимы работы данных приборов:

• Стандартные,
• Сканирования,
• Для неблагоприятных условий эксплуатации,
• Зеркальные.

Выбор

Выбирая лазерный дальномер Лейка, нужно ориентироваться на его габариты и на технические возможности, чтобы он мог выполнять все поставленные задачи и точно определять дальность.

Нужно оценить максимальное расстояние, на которое способен действовать прибор, оно может достигать 1 километра. Также важным фактором является объем памяти, которым обладает лазерный дальномер Лейка, потому что при длительной работе и получении большого объема информации, недостаточная память способна снизить эффективность процесса.

Необходимо требовать сертификат качества при покупке лазерного дальномера и всегда рассчитывать на гарантию, предоставляемую продавцами электронных устройств. Профессиональные рулетки оснащаются дополнительными функциями и приспособлениями, позволяющими выполнять более сложные измерения.

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.

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. 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.

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.

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

При покупке также необходимо учесть такие критерии:

1. 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
2. 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
3. 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
4. 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.

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.

1. Преимущества лазерного дальномера………………..…………………..4 стр

2.Конструкция и принцип работы………………………………………….. 5 стр

4. Пример лазерного дальномера…………………………………………. 6 стр

5.История развития. 7 стр

Заключение . 9 стр

Введение

Лазерный дальномер — прибор для измерения расстояний с применением лазерного луча.

Широко применяется в инженерной геодезии, при топографической съёмке, в военном деле, в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии. Современные лазерные дальномеры в большинстве случаев компактны и позволяют в кратчайшие сроки и с большой точностью определить расстояния до интересующих объектов.

Лазерные дальномеры различаются по принципу действия на импульсные и фазовые.

Импульсный лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом.

Фазовый лазерный дальномер – это дальномер, принцип действия которого основан на методе сравнения фаз отправленного и отражённого сигналов. Фазовые дальномеры обладают более высокой точностью измерения по сравнению с импульсными дальномерами. Так же фазовые дальномеры дешевле в производстве. Именно фазовые дальномеры получили широкое распространение в быту.

Преимущества лазерного дальномера

Во-первых, измерять расстояния можно в одиночку, достаточно просто навести прибор на цель, и нажать на кнопку. Этот легкий и компактный инструмент удобен и прост в эксплуатации, и позволяет с высокой точностью измерять не только длину, но и ширину, высоту объектов, вычислять объемы и площади, а также выполнять арифметические вычисления. При этом лазерный дальномер позволяет сохранять результаты измерений в своей памяти.

Кроме того, в отличие от традиционных стальных или матерчатых рулеток, лазерные дальномеры со временем практически не подвержены износу – достаточно лишь вовремя менять батарейки. Ну и, разумеется, неоспоримыми преимуществами лазерных дальномеров являются высокая точность измерений, скорость работы, простота эксплуатации и надежная защита от пыли и влаги. Если Вы уронили дальномер в грязь – достаточно быстро и аккуратно промыть его под струей проточной воды, и продолжать работу. Некоторые модели лазерных рулеток оснащены уклономером, что позволяет измерять высоту объекта за один прием – то есть измеряется гипотенуза и угол, а высота вычисляется автоматически.

Конструкция и принцип работы

при импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:

— где L – расстояние до обьекта,

— с – скорость распространения излучения,

— t – время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче импульс, тем лучше.

Задача определения расстояния между дальномером и целью сводится к измерению соответствующего интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом, отраженным от цели. Различают три метода измерения дальности в зависимости от того, какой характер модуляции лазерного излучения используется в дальномере: импульсный, фазовый или фазо-импульсный.

Сущность импульсного метода дальнометрирования состоит в том, что к объекту посылают зондирующий импульс, он же запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс приходит к дальномеру,то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу (задержке отраженного импульса) определяется расстояние до объекта.

При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону с помощью модулятора (электрооптического кристалла, изменяющего свои параметры под воздействием электрического сигнала). Обычно используют синусоидальный сигнал с частотой 10…150 МГц (измерительная частота). Отраженное излучение попадает в приемную оптику и фотоприемник, где выделяется модулирующий сигнал. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза отраженного сигнала относительно фазы сигнала в модуляторе. Измеряя разность фаз, определяют расстояние до объекта.