Лазерный измеритель расстояния: устройство и принцип работы

-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.

Рекомендации

Для получения наиболее точных данных необходимо помнить, что даже самый универсальный мерительный инструмент имеет свои характеристики:

Погрешность рассчитывается в процентах либо в цифровом отклонении, наиболее точны электронные устройства.

Рабочая температура наиболее важна для устройств с батарейками или аккумулятором для его нормальной работы.

Наиболее точными и удобными являются электронные приборы, оснащенные табло и запоминающим устройством. Однако, если измеритель приобретается для бытового пользования, можно вполне выбрать более простой экономичный вариант, этого вполне хватит.

Плюсы и минусы длинномеров

Лазерные рулетки имеют свои плюсы и минусы.

Достоинства:

1. Возможность замерять расстояние в труднодоступных местах.
2. Можно снимать показания в одиночку.
3. Есть встроенный калькулятор для удобства проведения прочих расчетов.
4. Может работать почти при любых погодных условиях.
5. Гарантирует высокую точность замеров расстояния.
6. Обладает функцией замера высоты.
7. Сохраняет в памяти несколько полученных результатов, к которым можно вернуться позже.
8. Снимает замеры между двумя точками, не соприкасаясь с поверхностью.
9. Умеет конвертировать единицы измерения.

Недостатки:

1. Цена. Эти приборы дорогие.
2. При измерении больших расстояний даже легкое дрожание руки пользователя приводит к колебаниям, поэтому необходимо использовать специальный штатив.
3. При измерении малой длины погрешность высока.
4. Аккумулятор на холоде разряжается очень быстро.

Самый большой недостаток прибора – это высокая цена. Впрочем, на рынке продаются дешевые китайские дальномеры, однако они дают большую погрешность при измерении даже больших расстояний, не говоря о малых.

Лазерная рулетка

Какими инструментами необходимо пользоваться для измерения больших расстояний в труднодоступных местах? На смену обычному оборудованию пришли лазерные рулетки, которые могут измерять большие расстояния. Это высокотехничное устройство, которое быстро и точно снимает показания любого уровня сложности.

Стандартный лазерный дальномер

Каждый прибор оснащен качественным дисплеем, на котором отображаются показания и настройки. В основе работы лежит принцип считывания промежутка времени, за которое лазерный луч достигает конечной точки.

Широко применяются во всех видах строительных работ – отделочных, реконструкций, возведения стен и сооружений. Установив прибор на начальную точку и нажав на пуск, в считанные секунды высветится результат замеров.

• Измерение в непроходимой местности.
• Снятие показаний в одиночку.
• Высокая точность измерений.
• Работа в тяжелых погодных условиях.
• Сохранение нескольких показаний.
• Встроенный калькулятор.
• Возможность снять показания без прикосновения к поверхностям.
• Конвертирование данных в различные системы.
• Функция замера высоты.

• Стоимость. Практически все модели имеют высокую цену.
• Необходимость применения штатива для снятия показаний на больших расстояниях.
• Большая погрешность при измерениях малых длин.
• На холоде возможна быстрая разрядка батареи.

Модель продвинутого уровня

Рекомендации

Чтобы повысить точность показаний, на конечную точку устанавливается мишень. Сохраняйте результаты измерений в памяти, чтобы выбрать оптимальный вариант ремонтных работ.

Дешевые китайские аналоги дают большую погрешность на всем диапазоне измерений. Для снятия контрольных и ответственных цифр, такие рулетки применять не рекомендовано.

Статья по теме:

Виды и типы лазерных измерителей

Разнообразие сфер применения световых дальномеров чрезвычайно широко — от астрономических измерений до бытовых нужд. Разумеется, их конструкции очень отличаются друг от друга в зависимости от того, какие задачи они предназначены выполнять. Об устройствах, которыми оснащаются искусственные спутники земли, и о типах современного военного оборудования по понятным причинам открытые источники информируют скупо. Гражданского же назначения приборы можно разделить на следующие группы:

• прицелы для охотничьего оружия;
• устройства наблюдения;
• устройства для игры в гольф;
• геодезические приборы;
• специализированные для лесного хозяйства;
• лазерные рулетки.

Типы и назначения микрометрических инструментов

Для измерения расстояния требуется правильный тип инструмента и исправный микрометрический винт. С целью замера толщины предмета применяется внешний вид. Эти распространенные инструменты также известны как микрометрические суппорты. Снаружи инструмент измеряет провода, сферы и блоки. Внутренние микрометры делают противоположное измерение, расстояние внутри предмета, например, диаметр отверстия. Микрометры трубки измеряют толщину трубки, а микрометры глубины измеряют глубину прорези или шага.

Выгодные цены на микрометры

Каждый тип оснащен специализированным оборудованием для конкретных задач. Поскольку захватывают измеряемый объект то наковальня и наконечник шпинделя являются деталями которые настраиваются для уникальных применений. Некоторые микрометры имеют несколько наковален для более точного замера. Наковальня может быть сформирована в виде диска, v-образной формы или образовать часть винтовой резьбы. Некоторые микрометры поставляются со сменными наковальнями, что позволяет проводить различные виды измерений. Рассмотрим наиболее известные и распространенные микрометрические инструменты их типы и назначения.

Наружный

Распространенным и постоянно применяемым видом, является наружный вид.

Его действие применяется с целью замера внешнего диаметра объекта.

Применяется для измерения внешнего диаметра объекта

Внутренний

Внутренний вид применяется в целях замера внутреннего диаметра отверстия или трубки.

Два вида внутреннего микрометра:

• Суппорт
• Трубчатый

Применяется для измерения внутреннего диаметра отверстия или трубки

Вариант штангенциркуля

Внутренние разновидности имеют измерительные губки, подобные тем, которые имеются на штангенциркуле.
Челюсти вставляются в измеряемое пространство и регулируются поворотом наперстка или храповика.

Внутренние разновидности имеют измерительные губки, подобные тем, которые имеются на штангенциркуле

Трубчатые и стержневые

Трубчатые микрометры и стержневые помещаются в измеряемое пространство и расширяются до тех пор, пока измерительная поверхность не коснутся края измеряемого пространства.

Помещаются в измеряемое пространство

Стержневой инструмент поставляется с набором измерительных стержней, которые прикрепляются к микрометру, там самым расширяют измерительные возможности прибора.

Некоторые стержневые микрометры имеют рукоятку, которая соединяется с инструментом и помогает пользователю измерять в труднодоступных местах.

Глубинный

Глубинные применяются, с целью замера глубины отверстий, пазов и ступеней.

Они поставляются с различными сменными стержнями разной длины, так что их можно использовать для измерения диапазона глубин.

Применяются для измерения глубины отверстий, пазов и ступеней

Способы измерения расстояний на местности

Метод отступов

Закрепляем начало длинной рулетки на одном конце базисной линии. Далее протягиваем рулетку по прямой, например, вдоль здания, к другому концу намеченной базисной линии и закрепляем ее там. Проверяем, чтобы она не провисала.

Другой, короткой рулеткой, протянутой под прямым углом измеряем боковые расстояния от базисной линии до отмеченных на плане объектов – деревьев и кустарников, технологических люков, колодцев, углов сооружений. При каждом измерении боковых расстояний отмечаем текущее значение базисной линии. Прямой угол задаем, используя любой большой прямоугольный объект, например кусок оргалита или фанеры. Кроме того, прямой угол можно задать с помощью «египетского» треугольника. Еще древним египтянам было известно, что в треугольнике, со сторонами 3, 4 и 5 м угол, лежащий напротив пятиметровой стороны — прямой угол 90°. Для удобства, вместо метров, можно использовать относительные величины, отрезки любого размера. Главное – соблюсти пропорции.

Этот метод измерений можно применять в любом месте участка, если предварительно обозначить базисную линию. Таким образом, двигаясь по базисной линии от начала длинной рулетки, снимаем показания в каждой точке, которая соотносится с объектами измерения.

На обмерном плане отмечаем исходную точку цифрой «0» , а направление измерений обозначаем стрелкой. Делая замеры, записываем значения одинаково, по линии, с которой они соотносятся, тогда потом их будет легче считывать.

Метод треугольника

Другим известным способом измерений является метод треугольника. В нем используется уже обозначенная базисная линия и рулетка. В этом методе замеры проводят от двух фиксированных точек на базисной линии.

На рисунке базисная линия проходит вдоль стены дома. В качестве фиксированных точек на базисной линии в этом случае удобно использовать углы дома. Для измерения, например, положения дерева на участке, измеряем расстояния между точками С и А, а далее между точками С и В. При переносе на рабочий план, циркулем проводим окружности с радиусами ас и вс. В месте пересечения окружностей будет вершина С – центр дерева.

Метод треугольника можно использовать для измерения любых элементов в саду. Метод особенно удобен для измерения объектов, непараллельных основному строению, находящихся под углом к нему. Это могут быть, например, дорожки или другие строения. Проводим измерения методом треугольника. В результате план может состоять из множества пересекающихся треугольников.

Сочетание этих двух методов позволяет проводить любые измерения расстояний на участке. Но есть еще один метод измерения расстояний на местности. Он не требует вообще никаких измерительных инструментов.

Измерение расстояний на местности шагами

Измерения расстояний шагами сводится к простому правилу: идя по измеряемому отрезку, считаем шаги. Удобно для подсчета использовать двузначные числа, потому что они по произношению «двусложные», например: «тридцать пять». Поэтому «тридцать» произносится под одну ногу, а «пять» — под другую. Таким образом, два шага — пара шагов будут соответствовать одному числу. К односложным числам можно добавлять протяжную букву «и», например: «и сорок». Это также будет соответствовать паре шагов.

Каждый человек, в одних и тех же условиях, имеет примерно одинаковую длину шага. Длину среднего шага можно принять равной одной четверти роста съемщика плюс 37 см. Так, если рост съемщика 1,72 м, то за среднюю длину его шага можно принять 43 см + 37 см = 80 см, а пара шагов равна 160 см. Чтобы получить более точное значение длины пары шагов, съемщик должен выверить их в тех условиях, в которых будут происходить измерения. Ошибка измерений такого метода, в среднем, не превышает 3% пройденного пути.

После того как для всех отмеченных точек на черновом плане проставлены значения, измерение расстояний можно считать законченным. Измеренные расстояния, отмеченные на обмерном плане, используем при создании вариантов эскизного проекта и генплана. Эскизные проекты и генплан создаем в программе Наш Сад.

Виды и принцип работы прибора

Общий вид изделия – колесо на длинной ручке, напоминает детскую игрушку. Несмотря на свой несерьезный вид, прибор является точным, надежным и в некоторых случаях незаменимым измерительным прибором.

Курвиметр-дорожное колесо используется чаще всего для измерения протяженного расстояния, к которому относится замер участков с неоднородным рельефом. Такой прибор предоставляет более точные результаты обмеров, чем современный дальномер, работающий на основе лазерных технологий. Различают курвиметры дорожные и топографические.

Топографический курвиметр

Как видно из названия – топографические приборы предназначены для оценки расстояний по карте. Соответственно размеры и вес изделий, небольшие и могут оформляться в виде брелоков или ручек.

Механические топографические измерительные приборы обладают рядом преимуществ для использования в полевых условиях. Это простота конструкции, независимость от источников питания, стойкость к погодным ситуациям.

Для работы в помещениях применяют измерители с электронной начинкой и программным обеспечением.

Дорожный курвиметр

Незаменимый измерительный инструмент для производства дорожных работ и обмеров параметров строящихся объектов, определения криволинейных или протяженных прямолинейных участков. Также, как и в случае с топографическими измерителями, могут быть механическими или электронными.

Основное различие в принципе измерений – это точность на единицу расстояния. Механические курвиметры могут накапливать ошибку при больших расстояниях, поэтому рекомендуется разбивать протяженные участки на небольшие отрезки.

Электронные приборы не склонны к накоплению погрешностей, но требуют бережного отношения и точного соблюдения правил эксплуатации. Цифровое дорожное колесо позволяет производить максимально точные расчеты при измерении участка

При проведении подготовительных строительных работ это очень важно, так как от точности замеров будет зависеть качество и безопасность возводимого объекта

Изготавливают цифровые или компьютерные курвиметры из высокотехнологичных материалов, повышающих износостойкость прибора. Они могут иметь еще ряд полезных функций, которые необходимы при осуществлении замера участка. Использование бортового компьютера позволяет запоминать несколько замеров, сохранять произведенные вычисления и предыдущие замеры.

Основные виды геодезических устройств

GPS-техника

При формировании информации для построения карт в малоизученных или труднодоступных районах высокая точность и качество выполняемых работ обеспечивается с использованием специализированного GPS-оборудования. с его помощью у пользователя появляется возможность получать необходимые координаты с точностью до 1 мм в любых погодных или климатических условиях, при любой видимости. Кроме того, такие устройства управляются при помощи одной-двух кнопок, поэтому обучение оператора занимает минимум времени, не требуя специальной подготовки.

Важно и то, что обработка результатов проведенных измерений с помощью профильного программного обеспечения также фактически выполняется в автоматическом режиме. С использованием технологий GPS у предприятий, предоставляющих геодезические услуги, появляется возможность несколько сократить число специалистов, выезжающих на объект, тем самым снижая себестоимость предоставляемых услуг

Электронный тахеометр

Этот прибор идеально подходит для ведения работ в полевых условиях и кодирования полученной информации. Тахеометры используются при проведении съёмок местности после получения о ней всех базовых координат, изменений для каждой из точек геодезической сети. Тахеометры позволяют не только измерять расстояния и углы, но и кодировать данные, выполняя своего рода «оцифровку» полученных сведений непосредственно в поле.

Технология выполнения работ с использованием этого прибора достаточно проста и автоматизирована: в специальную таблицу вносятся все объекты, которые подлежат исследованию, присваивая им индивидуальный идентификатор. Программное обеспечение позволяет загрузить эти сведения в прибор, чтобы при выполнении работ оператор получил возможность просто выбирать на экране тахеометра необходимый объект и измерять его координаты. В камеральных условиях данные выгружаются в компьютер, а геодезист получает всю информацию с привязкой к конкретному объекту. Это значительно облегчает работу и снижает до минимума вероятность ошибки.

Тахеометры также активно используются при проведении:

• инженерных измерений,
• туннельных работ,
• измерений фасадов зданий,
• мониторинга деформаций,
• при проведении расчётов объёма земляных работ,
• в процессе монтажа конструкций,
• работ в труднодоступных местах.

Лазерные дальномеры

Это компактные портативные приборы, получившие широкое применение в работе архитекторов, строителей, дизайнеров, домашних мастеров. Лазерные дальномеры очень популярны и востребованы благодаря своей функциональности, удобству эксплуатации, невысокой стоимости. Принцип работы такого инструмента заключается в измерении времени, за которое лазерный луч проходит расстояние от излучателя до заданного объекта и обратно. Погрешность полученного результата ограничивается миллиметрами, а скорость выполнения замеров, их точность и возможность выполнения одним человеком без помощника стали определяющими при выборе оптимального оборудования для проведения подобных работ.

Лазерные нивелиры

Эти приборы, по сути, являются построителями плоскостей при помощи лазерных лучей. В результате их использования специалисту удаётся быстро и наглядно получить видимые линии, которые проецируются на заданную поверхность. Все полученные плоскости всегда идеально выровнены по вертикали и горизонтали, что позволяет оперативно оценить качество выполненных строительных работ при наружной и внутренней отделке помещений. Обработка полученных данных выполняется при помощи специализированного программного обеспечения.

Теодолиты и оптические нивелиры

Это профессиональное геодезическое оборудование, которое позволяет с высокой точностью определить расстояния, превышения точек по вертикали, горизонтальные и вертикальные углы. Теодолиты и оптические нивелиры – неэлектронные устройства, которые могут использоваться специалистами вне зависимости от погодных условий. Они особенно активно используются при устройстве фундаментов и возведении, в ходе строительства эстакад и мостов.

Сотрудники оснащены всем необходимым для проведения полного комплекса работ на объектах любого назначения, чтобы гарантировать неизменно высокую точность и качество выполняемых работ.

Способы и приборы в геодезических измерениях расстояний

Все линейные измерения в геодезии исполняют двумя способами:

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

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

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

Металлическая рулетка

Рулетки бывают разными, но все они работают по одному принципу. Они идеально подходят для проведения простых измерений на улицах и в помещении.

Преимущества этого прибора:

1. Компактность. Тонкий стальной прут удобно намотан и спрятан в корпусе. Прибор можно носить с собой в кармане.
2. Безопасность и экологичность.
3. Не требует элементов питания.
4. Можно использовать в любую погоду на улице.
5. Срок эксплуатации измеряется десятками лет.
6. Показывает минимальную погрешность. Собственно, погрешность зависит от пользователя.
7. Приемлемая цена и доступность. Продается в любом магазине и стоит недорого.

1. Фиксированная длина. Если объем измерения будет иметь длину больше длины рулетки, то для измерения придется перекладывать сам прибор, чтобы измерить дополнительное расстояние. Это не только неудобно, но и неэффективно, так как появляются погрешности.
2. Учитывая тот факт, что этот инструмент для измерения длины выполнен из металла, при частом контакте с водой он подвергается коррозии.
3. В труднодоступных местах его применение невозможно.

-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.

-GPS оборудование

GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.

Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.

В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник.

История и эволюция дальномеров

До появления электронных устройств для определения дистанции использовались оптические приспособления для измерения расстояния. Наблюдательные и геодезические приборы оснащались угловыми шкалами, что позволяло применять методы косвенного расчёта дистанции до предметов.

Существовали и более сложные оптические инструменты для измерений. Это были в основном приборы, основанные на явлении параллакса. Подобными системами оснащены были фотокамеры прошлого века. С точки зрения точности, все эти оптические приспособления обладали большим разбегом погрешности показаний как в зависимости от дальности замера, так и от навыков пользователей.

Теоретическая база для создания активных дальномерных приспособлений, в основе которых заложен принцип посылания сигнала в направлении объекта с последующим анализом возвращённого отражения, были готова ещё в начале XX века. Толчком к практической реализации этого принципа послужила Вторая мировая война — армии мира нуждались в мгновенном измерении расстояний до целей. Так появились и бурно эволюционировали промышленные образцы радаров и эхолотов. Эти устройства, использовавшие в качестве сигнала радиоволны или ультразвук, были довольно громоздкими и неприспособленными для личного пользования.

Заключение

Теперь вы знаете, какими инструментами пользуются для измерения расстояний. На самом деле, если включить фантазию, подобные устройства можно придумать самостоятельно. К примеру, можно сбросить с крыши дома обычный камень и посчитать, за сколько секунд он достигнет земли. Зная время, а также уравнение свободного падения, мы сможем легко определить расстояние, которое преодолел камень. И никаких инструментов для этого не нужно (разве что секундомер). Впрочем, подобный принцип применяется в длинномерах, только там вместо камня – свет.

1 сколько прямых можно провести через две точки?2 сколько общих точек могут иметь 2 прямые?3 объясните,что такое отрезок.4 объясните,что такое луч.как обозначаются лучи?5.какая фигура называется углом?Объясните,что такое вершина и стороны угла.6 какой угол называется развернутым?7.какие фигуры называются равными?8.объясните,как сравнить два отрезка?9.какая точна называется серединой отрезка?10 как сравнить два угла?11.какой луч называется бессиктрисой угла?12.точка С делит отрезок АВ на два отрезка как найти длину отрезка АВ,если известны длины отрезков Ас и СВ?13 какими инструментами пользуются для измерения расстояний?14 что такое градусная мера угла?15 луч ОС делит угол АОВ на два угла как найтит градусную меру угла АОВ ,если известны градусные меры углов АОС и СОВ?16 какой угол называтся острым?прямым и тупым?17 какие углы называются смежными?чему равна сумма двух смежных углов ?18.какие углы называются вертикальные? каким свойством обладают вертикальные углы&19какие прямые называются перпендекулярными?20 оъяснитепочему две прямые перпендикулярными к третей не пересекаются.21 какие приборы применяют для построения прямых углов на местности