Как работает лазерный дальномер, его функционал и критерии выбора

Принцип действия и сравнение с ультразвуковыми рулетками

Основная задача лазерного дальномера состоит в бесконтактном измерении расстояний до удаленных объектов; по устройству это электронный или электронно-оптический прибор. Внутреннее устройство подсказывает, как действует лазерный дальномер; принцип работы основан на использовании эффекта фазового сдвига.

За физическим термином скрывается несложная, по сути, технология. В приборе имеется излучатель и фотоприемник; когда исполнитель нажимает кнопку, происходит следующая цепочка действий:

• Излучатель посылает луч до выбранного объекта.
• Луч отражается от поверхности и возвращается, попадая на фотоприемник.
• Сигнал возвращается с задержкой, которая фиксируется инструментом.
• Микропроцессор сравнивает фазы посланного и возвращенного сигнала. Фаза – характеристика электромагнитного импульса, связанная с частотой излучения; у прямого и обратного сигнала она сдвигается.
• По фазовому сдвигу определяется пройденное лучом расстояние, результат отображается на дисплее.

Принцип действия лазерных дальномеров Источник mebpilot.ru
Так работает дальномер, основанный на измерении импульсного сдвига лазерного луча. Важно понимать, что, кроме лазерных, существуют рулетки, измеряющие расстояния с помощью ультразвука. Ультразвуковые устройства также создают световую отметку на объекте с помощью лазерного светодиода, но это единственное сходство.

Сигнал ультразвука расходится конусом, что вносит больше погрешностей в измерения и снижает их точность. Например, если вы измеряете расстояние до балки, отраженный сигнал придет не только от нее, но и от соседней стены. Отраженный сигнал от стены будет сильным, и это внесет искажения в результат. Свои погрешности вносит и тот факт, что на скорость и затухание звуковых волн влияют погодные условия.

Несколько лет назад инструменты, работающие на ультразвуке, были распространены из-за того, что стоили заметно меньше лазерных аналогов; теперь разница практически исчезла. Из-за низкой точности они так и не стали популярными, хотя у них есть и свои плюсы. Например, они невосприимчивы к яркому свету и способны определять расстояние до прозрачных плоскостей.

Лазерный луч обеспечивает высокую точность измерений Источник amazon.com

Где используются датчики

В основном лазерные датчики расстояния используются в строительной сфере для замеров расстояния между объектами, но им можно найти множество применений. К примеру, датчики расстояния могут помочь в обустройстве умного дома. Установив и, настроив датчик определенным образом, можно автоматизировать включение и выключение света в комнате или сделать автоматическое открытие или закрытие дверей и так далее.

Также подобный датчик установлен в каждый современный смартфон, с его помощью выключается экран, как только смартфон близко подносится к уху во время разговора. Датчики расстояния часто устанавливают в капот и бампер машины, чтобы облегчить парковку и получать данные о препятствиях на пути автомобиля в реальном времени.

Данные датчики измерения расстояния можно приобрести в отдельном виде, но без программируемого микроконтроллера они почти бесполезны. Поэтому покупать их по отдельности разумно только для решения узкого спектра задач. Для подключения датчиков обычно используется микроконтроллер «Ардуино», который необходимо вручную настраивать и прошивать для работы с определенным типом датчиков.

Для тех, кто не хочет углубляться в основы программирования платформы «Ардуино» и радиотехники, рекомендуется купить готовый вариант в виде строительного дальномера.

Разновидности и их применение

Вопрос, как выбрать лазерный дальномер, интересует людей, впервые столкнувшихся с разнообразием предложения. Вы сможете отсечь значительную их часть, если сформулируете для себя границы использования. По этому принципу лазерные рулетки делятся на два типа:

• Бытовые. Модели относительно дешевы, но на точности это не отражается. Они помогут во время ремонта помещений или на строительстве. Дополнительно оснащаются калькулятором для расчета площади, небольшой памятью для сохранения результатов замера.
• Профессиональные. У таких инструментов расширенный объем функций, способность измерять большие расстояния (50-100 и более м), расширенная память, высокая степень защиты от пыли и влаги, работа с Bluetooth для передачи данных. Многие модели имеют резьбу, и их можно установить на штатив, что увеличивает точность измерения.

Дальномеры превратились в незаменимых помощников в различных сферах деятельности; их используют в следующих областях:

• Земляные работы при строительстве и прокладки коммуникаций.
• Строительство и отделочные работы, включая разметку пиломатериалов.

Многие модели помогут рассчитать количество материалов Источник pirometr.com.ua

• Геодезические работы, проведение межеваний.
• Монтажные работы при возведении конструкций и коммуникаций.
• Дизайн помещений и ландшафта, разработка корпусной мебели.
• Прикладные задачи: охота, навигация, контроль (инспекционные работы), военное дело.

Для решения задач дизайна или землеустройства нужны инструменты с разным набором параметров, и важно разобраться, какие из них основные, а какие второстепенные.

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на реконструкции и перестройке домов

Bosch GLM 40 Professional 0.601.072.900

Это хорошее решение для профессионалов. Лазерный дальномер Bosch GLM 40 Professional пользуется хорошей популярностью у представителей строительных профессий.

Прибор помогает измерять длину, вычислять площадь, рассчитывать объем. Он имеет надежный ударопрочный корпус. Произведенные измерения выводятся на 3-строчный дисплей с подсветкой. Модель запоминает последние 10 вычислений.

Что надо знать о дальности замеров

Дальность действия дальномеров варьируется от 10-20 до 60-200 м (на открытых местах). Может показаться, что, чем больше «дальнобойность» устройства, тем лучше, но все не так однозначно.

Способность производить замеры на большие расстояния – это плюс, но надо понимать, что вместе с ростом дистанции измерения растет и цена девайса. Поэтому дальность измерений показывает, где удобнее применять тот или иной дальномер, например:

• Для измерений в помещениях квартир и частных домов вполне хватает лазерной рулетки на 20 м, способного рассчитать периметр комнаты и прикинуть длину проводки.
• Если предполагаются измерения в больших помещениях или на участке, подойдет прибор с дальностью 40-50 м.

В быту хватает возможностей рулетки Источник positronica.ru

• Для работы на открытом воздухе и на больших объектах (склад, ангар) пригодится устройство на 100 м.

На специализированных сайтах регулярно появляются рейтинги лазерных дальномеров, но в них не всегда акцентируют внимание на особенностях использования дальнобойных приборов. Дело в том, что на улице человеческий глаз перестает различать световую отметку наведения уже с 15-20 м (а на ярком солнце с 10 м).

Поэтому, если предполагается делать замеры на 40 м и больше, вам не обойтись без штатива и цифрового видоискателя с функцией ZOOM. Это не только упростит замеры, но и повысит их точность.

Кстати, если для работы важным будет измерение небольших дистанций, то надо обращать внимание не только на максимально возможное, но и на минимальное расстояние (оно тоже ограничено, например, не менее 50 см). Передатчик и приемник сигнала в дальномере разнесены на некоторое расстояние; на маленькой дистанции отраженный луч не сможет попасть в приемник.

Использование штатива повышает точность Источник ebayimg.com

ADA Cosmo MINI А00410 — лазерная рулетка

Это компактный прибор, который имеет минимальное количество функций, но их вполне достаточно для замеров и вычислений.

Он является отличной альтернативой обычной рулетке и подойдет при осуществлении отделочных и столярных работ, при установке окон. Это компактное и легкое устройство, которое можно использовать и на стройплощадке и в быту.

Что надо знать о погрешности замеров

Погрешность показывает, насколько точны показания прибора. По сравнению с ультразвуковыми моделями (с погрешностью 3-6 мм) лазерные аналоги демонстрируют лучшие характеристики. О погрешности замеров важно знать следующие факты:

• Точность (погрешность) указывается двумя способами: +/- 0,5% или +/- 1 мм.
• Средняя погрешность бытовых аппаратов не превышает 5-6 мм.
• Профессиональные и полупрофессиональные дальномеры имеют погрешность 1-2 мм.
• Существуют узкоспециализированные модели, для которых высокая точность не нужна. Например, погрешность охотничьих моделей может достигать 1 м.

Существует понятие точки начала отсчета. Большинство моделей определяют расстояние, начиная от заднего торца дальномера. Такая система удобна, если вы работаете в помещении, и меряете промежуток, например, от стены до стены.

У некоторых инструментов имеется несколько точек отсчета, что расширяет возможности их применения. Например, если точкой отсчета служит передний торец, это упрощает измерения на наружных поверхностях строения. При работе со штатива точкой отсчета становится точка крепления штатива.

Выбор точки отсчета упрощает работу в труднодоступных местах Источник ivd.ru

Ссылки

Критерии выбора

Неважно, ищите вы модель от известного производителя, или стремитесь приобрести бюджетный аналог. При выборе вы все равно будете ориентироваться на то, для каких целей приобретается дальномер, а также на регулярность использования. Нет нужды приобретать дорогую модель, если не планируется ее регулярное применение.

Тем, кто собирается выбрать лазерную рулетку, стоит обратить внимание на класс лазера, от которого напрямую зависит дистанция измерений. Существует три класса:

• Класс 2. Они встречаются в дальномерах, работающих на расстояниях до 70 м. Считаются безопасными; луч, случайно попавший в глаза, не принесет вреда сетчатке.
• Класс 2М. Мощность луча выше, он работает на средних дистанциях и может травмировать сетчатку, но упрощает выполнение измерений на улице, особенно в пасмурную погоду.
• Класс 3R. Работают с дальномерами, действующими на 300-500 м, требуют использования защитных очков.

Мощность лазера влияет на дальность измерений Источник мособлжилсервис.рф

Функционал устройства

Функционал бюджетных моделей как правильно органичен лишь измерением дальности. Но аппараты среднего ценового диапазона уже включают в себя множество полезных функций, среди которых:

• Определения периметра и площади.
• Вычисление объема измеряемых объектов.
• Встроенный уровень.
• Передача данных.

И это далеко не весь список возможностей качественных дальномеров. С повышением цены на устройство растет и его функционал. Профессиональный дальномер — это важнейший инструмент для строителя, без которого невозможно качественно завершить проект.

При выборе дальномера нужно опираться на то, чтобы в него была встроена возможность:

• Считать площадь и объем. Данные показатели вычисляются путем измерения нескольких граней. Функция полезна во время проведения отделочных работ, она облегчает расчет количества строительных материалов.
• Уровень — используется в самых разнообразных целях. Девайс может быть оснащен простым уровнем, выполненным в роли ватерпаса, который расположен на корпусе или в качестве функциональной программы, которая выводит градус наклона на дисплей.
• Однотипные скобы — позволяют проводить диагональные измерения из углов, в которых невозможно плотно зафиксировать девайс. Некоторые датчики дистанции оборудованным выдвижными штырями, которые расположены внутри корпуса.
• Сохранения данных — данная функция существенно облегчает работы, где нужно проводить много параллельных замеров и избавляет от необходимости записывать данные об площади и объеме объектов на бумагу. Возможность в любой момент посмотреть результаты прошлых замеров также могут быть полезны при выборе стройматериалов, когда в магазине нужно четко ориентироваться по размерам комнаты.
• Передача накопленных данных. Передача данных на другое устройство обычно происходит с помощью USB кабеля, но дорогие модели имеют встроенный блютуз. Все измерения могут передаваться в виде текстового файла или картинки. Также полученные данные с помощью специальной программы можно удобно преобразовать в точный чертеж помещения.
• Непрерывное изменение — данная функция превращает девайс в лазерную рулетку, которая показывает расстояние до препятствия в режиме реального времени. Такая функция поможет отмереть часть необходимой длины и проверить неровность покрытий, на которые дальномер установлен.
• Визир — имеет вид небольшого оптического прицела, который используется для точного наведения измерительного луча на необходимый объект, расположенный вдали. В профессиональных моделях визир имеет вид камеры и выводит на экран прибора картинку с перекрестием или точкой для удобного прицеливания.
• Измерение высоты — функция позволяет получить данные об высоте потолка, дома и другого высокого объекта. Измерение происходит таким образом — нужно отмерять расстояние от девайса до основания объекта и до конечной точки. Далее полученные данные обрабатываются устройством и на дисплей выводиться результаты измерений.

Данный набор функций актуален для строителей. Если лазерный дальномер покупается для бытовых целей или небольшого ремонта, можно ограничиться недорогой моделью без множества функций.

Коротко о главном

Лазерные дальномеры полезны при решении разнообразных прикладных задач. Выбор подходящей модели делают с учетом сферы и периодичности его применения. От этого будет зависеть, инструмент с какими характеристиками станет оптимальным вариантом.

Основными характеристиками девайса является дальность и погрешность измерений. Они определяются мощностью лазера; по этому параметру лазерные приборы разделены на три класса. Для разных целей могут быть полезными дополнительные возможности: количество точек отсчета, возможность сохранять результаты, сенсор наклона, подсветка дисплея. Возможностей стандартных бытовых инструментов достаточно для применения в помещениях и на небольших земельных участках.

Оценок 0

Прочитать позже

Поверка дальномера

Согласно нормативной базе, периодичность поверки лазерных дальномеров составляет 1 раз в год.

При этом параметр иногда устанавливается для конкретной модели и самим производителем.

Поверка, также, выполняется в следующих случаях:

• Если прибор новый и в будущем будет использоваться по прямому назначению.
• Когда предполагается проведение специализированных работ различного плана.
• Если условия транспортировки или хранения были некорректны, что привело к подозрению на появление дефектов.
• По предписанию государственных органов.
• По собственному желанию владельца.

После прохождения данной процедуры выдается соответствующий документ на прибор, с указанием всех необходимых параметров.

Как и где сделать поверку?

Поверка дальномера производится в следующей очередности:

• Внешний осмотр, позволяющий найти заметные дефекты.
• Проверка в работе – оценивается эффективность функционирования отдельных узлов. Применяются контрольные приборы высокой точности.
• Первичная проверка – определяется рабочая длина волны лазера, его мощность, диаметр луча.

Поверки выполняются специалистами метрологических компаний, имеющих соответствующий сертификат.