Как работает лазерный дальномер, его функционал и критерии выбора

Развиваясь, новые технологии становятся неотъемлемой частью жизни обычного человека. Их применение позволяет увеличить точность, скорость и удобство выполнения различных задач. В частности, это касается лазерных дальномеров или лазерных рулеток, как такие устройства часто называют в быту. Однако сходство между ЛД и обычными рулетками заключается только в возможности измерения расстояния, и функций у первого больше. Так, лучшие лазерные дальномеры позволяют быстро произвести замеры на десятках, а то и сотнях метров пространства. При этом средняя погрешность таких приборов составляет всего 2 мм, и даже у простых потребительских моделей она не слишком ниже.

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

Лучшие производители лазерных дальномеров

На рынке предлагается немало посредственных китайских приборов. Поэтому покупателю нужно знать, какие бренды заслуживают внимания. Мы можем выделить пятёрку лучших фирм производителей:

• Makita. Японская фирма, основанная в 1915 году. Компания выпускает инструменты профессионального уровня, отличающиеся высокой ценой и таким же качеством.
• ADA. Молодой производитель, лишь недавно отпраздновавший своё десятилетие. Из основных плюсов можно отметить хорошее сочетание цены и функциональности. Устройства ADA Instruments разрабатываются и выпускаются в Азии, Европе и США.
• Bosch. Один из старейших европейских брендов, который знаком потребителям во всём мире. Компания предлагает и профессиональные, и бытовые устройства.
• Condtrol. Российская торговая марка, на равных соперничающая с крупнейшими производителями лазерных дальномеров. Точные измерения, привлекательная цена и гарантия до 3 лет.
• Leica. Среднестатистическому потребителю данная марка известна благодаря фотоаппаратам. Однако специализация фирмы затрагивает куда больше сфер, связанных с приборами точной механики и оптическими системами. Предлагает фирма и лазерные дальномеры, способные похвастать впечатляющей точностью.

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

Модель DISTO D8 300008 от Leica

Еще одна добротная профессиональная модель, на этот раз демонстрирующая стандартные рабочие показатели для своего сегмента. В частности спектр измерений составляет 100-200 м, а погрешность не превышает 1 мм. Аппарат может эксплуатироваться в условиях температурных значений от -10 до 50 °С независимо от уровня влажности. В плане дополнительных функций лазерная рулетка-дальномер Leica тоже не отстает от конкурентов. Располагая памятью на 20 значений, прибор также позволяет вычислять площадь, объем, складывать и отнимать. Предусмотрена и опция треккинга. Она позволяет в процессе движения рулетки к целевой точке замера делать отметки дистанции каждые 1-1,5 с. О начале проведения или завершении отдельных операций пользователя информирует звуковой сигнал, что тоже имеет значение в условиях работы на стройплощадке.

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

Виды устройства

Весь сегмент можно подразделить на две категории, представляющие бытовые и профессиональные приборы. Отличаются они рабочими характеристиками, среди которых возможности работы при высоких и крайне низких температурах, диапазон измерений и т. д. Например, модели для домашнего применения обеспечивают дальность замера на 50-60 м. Это касается лидеров класса, так как существуют и 10-метровые устройства. В свою очередь, лазерные дальномеры-рулетки профессионального назначения способны работать и на дистанциях до 250 м. Такие дистанции обычно рассчитываются при выполнении инженерно-геодезических изысканий в полевых условиях на открытой площадке. Стоит отметить и еще одну интересную разновидность электронных рулеток. В данном случае речь идет о лазерном принципе работы, но также существуют и ультразвуковые приборы с аналогичным функционалом. Такие устройства работают на основе подачи звуковой волны и по ее отражению оценивают расстояние.

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

Модель XP1 1-4-079 от Condtrol

По совокупности технико-эксплуатационных качеств и стоимости это один из лучших представителей класса. Модель относится к профессиональным устройствам, хотя также вобрала в себя свойства бытовых аппаратов, в частности получила крупный дисплей и эргономичный интерфейс. Что касается рабочих показателей, то лазерный дальномер-рулетка Condtrol в этом исполнении обеспечивает тоже, скорее, возможности бытового прибора: 50 м измерения, погрешность на 1,5 мм и лишь одна точки начала отсчета. В то же время инструмент поддерживает несколько режимов работы для выполнения косвенных математических и геометрических расчетов. На стройплощадке его применение оправдано и благодаря ударопрочному корпусу, обеспеченному пыле- и влагозащитной изоляцией.

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

Импульсный или фазовый

Разница в точности измерений может быть связана с используемым механизмом — фазовые и импульсные дальномеры в этом отношении работают несколько по-разному.

Первые используют в качестве измерителя непрерывную гармоническую волну, что позволяет повысить точность измерения, а вторые используют только одну частоту.

В результате снижается точность, а основным преимуществом импульсных дальномеров является возможность проведения безотражательных измерений.

С математической точки зрения использование фазового дальномера требует множества сложных вычислений, но оно выгодно там, где главное преимущество — максимальная точность.

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

Дополнительные функции

Присутствие электронной начинки в приборе открывает массу сторонних возможностей, которые могут внедряться без влияния на основную функцию инструмента. Более того, производители стремятся именно расширять базовый опционал, связывая дополнения с главной задачей пользователя. Например, многофункциональный прибор может предоставлять оператору возможности измерения площади, угла, объема помещения и т. д. Кроме этого, дальномер лазерный с уровнем и рулеткой оснащается функциями сложения величин. Существуют также встроенные калькуляторы для автоматической работы с вычисляемыми данными. Для удобства комплексных мероприятий разработчики обеспечивают модели индикаторами уровня заряда и датчиками температуры воздуха.

Сравнительная таблица

Ориентируясь на следующую таблицу, мастеру будет проще выбрать подходящий лазерный дальномер. В ней указаны наиболее значимые технические характеристики рассмотренных ранее моделей.

Исполнение

Резьба под штатив – позволяет оценить совместимость нивелира или дальномера с имеющимся у пользователя штативом. Чаще всего встречаются инструменты с резьбой 1/4 дюйма (подойдет для установки на фотоштатив) и 5/8 дюйма (для тяжелых аппаратов).

Поворотное основание – облегчает наведение вертикальной линии на требуемую плоскость, при этом оператору не нужно передвигать нивелир.

Дисплей – отображает сведения о работе нивелира или дальномера, в том числе результаты замеров и режим работы.

Некоторые нивелиры оснащаются встроенной рулеткой.

Класс лазера

Класс лазера обозначает его мощность и уровень опасности для сетчатки глаза. Чем мощнее лазер, тем больше дальность измерений нивелира или дальномера. В то же время возрастает негативное воздействие луча на глаза.

Существует три класса лазера, который применяется в нивелире или дальномере:

• 1 – самая низкая мощность и безопасность для зрения;
• 2 – баланс мощности и безопасности;
• 3 – высокая мощность и опасность для зрения.

Наиболее распространены инструменты, в которых используется лазер 2 класса. 3 класс – удел «продвинутых» и «дальнобойных» устройств (для работы требуются защитные очки).