Лазерный дальномер принцип действия: Лазерный дальномер – как он работает и какой выбрать? | Электронные компоненты. Дистрибьютор и магазин онлайн

Дальномеры. Принцип лазерной дальнометрии

Измерение дальности.

Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:
L = ct/2, где L – расстояние до объекта, 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.

Использование лазерных дальномеров в военных целях.

Лазерная дальнометрия является одной из первых областей практического применения лазеров в зарубежной военной технике. Первые опыты относятся к 1961 г., а сейчас лазерные дальномеры используются в наземной военной технике (артиллерийские, танковые), и в авиации (дальномер, высотомер, целеуказатель), и на флоте. Эта техника прошла боевые испытания во Вьетнаме и на Ближнем Востоке. В настоящее время ряд дальномеров принят в армиях ряда стран.

Первый лазерный дальномер XM-23 прошел испытание во Вьетнаме и был принят на вооружение в армии США. Он был рассчитан на использование передовых наблюдательных пунктах сухопутных войск. Источником излучения в нем являлся лазер с выходной мощностью 2.5 Вт и длительностью импульса 30 нс. В конструкции дальномера широко использовались интегральные схемы. Излучатель, приемник и оптические элементы смонтированы в моноблоке, который имеет шкалы точного отсчета азимута и угла места цели. Питание дальномера осуществлялось от батареи никелево-кадмиевых аккумуляторов напряжением 24 В, обеспечивающий 100 измерений дальности без подзарядки.

Один из первых серийных моделей – шведский дальномер, предназначенный для использования в системах управления бортовой корабельной и береговой артиллерии. Конструкция дальномера отличалось особой прочностью, что позволяло применять его в сложных условиях. Дальномер можно было сопрягать при необходимости с усилителем изображения или телевизионным визиром. Режимом работы дальномера предусматривалось либо измерения через каждые 2 с в течение 20 с, либо через каждые 4 с в течение длительного времени.

С начала 70-х годов на зарубежных танках устанавливаются лазерные дальномеры. Установка лазерных дальномеров на танки сразу заинтересовала зарубежных разработчиков вооружения. Это объясняется тем, что на танке можно ввести дальномер в систему управления огнем танка, чем повысить его боевые качества. По сравнению с оптическими они имеют ряд преимуществ: высокое быстродействие, автоматизированный процесс ввода измеренной дальности в прицельные устройства, высокую точность измерения, малые размеры, вес и т. д. Для этого в США был разработан дальномер AN/VVS-1 для танка М60А. Он не отличался по схеме от лазерного артиллерийского дальномера на рубине, однако помимо выдачи данных о дальности на цифровое табло имел устройство, обеспечивающее ввод дальности в счетно-решающее устройство системы управления огнем танка.

При этом измерение дальности могло производиться как наводчиком пушки, так и командиром танка. Режим работы дальномера – 15 измерений в минуту в течение одного часа.

Лазерные дальномеры, установленные на современных танках, позволяют измерять дальность до цели в пределах от 200 м до 8 000 м (на американских и французских танках) и от 200 до 10 000 м (на английских и западногерманских танках) с точностью до 10 м. Большинство активных элементов лазерных дальномеров, устанавливаемых в настоящее время на танках и БМП западного производства, созданы на основе кристалла граната с примесью неодима (активный элемент – кристалл иттриево-алюминиевого граната Y3A15O3, в который в качестве активных центров введены ионы неодима Ш3+). Эти лазеры генерируют излучение на длине волны 1,06 мкм. Имеются также лазерные дальномеры, в которых активным элементом служит кристалл розового рубина. Здесь основой является кристалл окиси алюминия А12О3, а активными элементами ионы хрома Сг3*. Лазеры на рубине генерируют излучение на длине волны 0,69 мкм.

В последнее время на зарубежных боевых машинах начали применяться лазерные дальномеры на углекислом газе. В СО2-лазере в газоразрядной трубке находится смесь, состоящая из углекислого газа (СО2), молекулярного азота (N,) и различных небольших добавок в виде гелия, паров воды и т. д. Активные центры – молекулы СО2. Преимущество лазера на двуокиси углерода заключается в том, что его излучение (длина волны 10,6 мкм) относительно безопасно для зрения и обеспечивает лучшее проникновение через дым и туман. Кроме того, лазер постоянного излучения, работающий на этой длине волны, может использоваться для подсветки цели при работе с тепловизионным прицелом.

Бурное развитие микроэлектроники обеспечило уменьшение массо-габаритных показателей лазерных дальномеров, что позволило создать портативные дальномеры. Весьма удачным оказался норвежский лазерный дальномер LP-4. Он имел в качестве модулятора добротности оптико-механический затвор. Приемная часть дальномера является одновременно визиром оператора. Диаметр оптической системы составляет 70 мм. Приемником служит портативный фотодиод. Счетчик снабжен схемой стробирования по дальности, действующий по установке оператора от 200 до 3000 м. В схеме оптического визира перед окуляром помещен защитный фильтр для предохранения глаза от воздействия своего лазера при приеме отраженного импульса. Излучатель и приемник смонтированы в одном корпусе. Угол места цели определяется до ~25 градусов. Аккумулятор обеспечивал 150 измерений дальности без подзарядки, его масса всего 1кг. Дальномер был закуплен Канадой, Швецией, Данией, Италией, Австралией.

Портативные лазерные дальномеры были разработаны для пехотных подразделений и передовых артиллерийских наблюдателей. Один из таких дальномеров выполнен в виде бинокля. Источник излучения и приемник смонтированы в общем корпусе с монокулярным оптическим визиром шестикратного увеличения, в поле зрения которого имеется световое табло из светодиодов, хорошо различимых как ночью, так и днем. В лазере в качестве источника излучения используется алюминиево-иттриевый гранат, с модулятором добротности на ниобате лития.

Это обеспечивает пиковую мощность в 1.5 МВт. В приемной части используется сдвоенный лавинный фотодетектор с широкополосным малошумящим усилителем, что позволяет детектировать короткие импульсы с малой мощностью. Ложные сигналы, отраженные от близлежащих предметов исключаются с помощью схемы стробирования по дальности. Источник питания – малогабаритная аккумуляторная батарея, обеспечивающая 250 измерений без подзарядки. Электронные блоки дальномера выполнены на интегральных схемах, что позволило довести массу дальномера вместе с источником питания до 2 кг.

Следующий этап военного применения лазерных дальномеров – их интеграция с индивидуальным стрелковым оружием пехотинца.

Примером может служить штурмовая винтовка F2000 (Бельгия). Вместо прицела на F2000 может устанавливаться специальный модуль управления огнем, включающий в себя лазерный дальномер и баллистический вычислитель. Основываясь на данных о дальности до цели, вычислитель выставляет прицельную марку прицела как для стрельбы из самого автомата, так и из подствольного гранатомета (если он установлен).

 

Американская система OICW (Objective Individual Combat Weapon – объективное индивидуальное боевое оружие) является попыткой резко повысить эффективность вооружения пехотинца. В настоящее время разработка находится на стадии создания прототипов. Начало производства планируется на 2008 год, поступление на вооружение – на 2009 год. По текущим планам, на каждое отделение пехоты будет приходится по 4 OICW. OICW представляет собой модульную конструкцию, состоящую из трех основных модулей: модуля “KE” (Kinetic Energy), представляющего собой слегка модернизированную винтовку Хеклер-Кох G36; Модуля “HE” (High Explosive), представляющего из себя самозарядный 20 мм гранатомет с магазинным питанием, устанавливаемый сверху на модуль “КЕ” и использующий для стрельбы общий с модулем “КЕ” спусковой крючок; и, наконец, модуль управления огнем, включающий в себя дневной/ночной телевизионный прицелы, лазерный дальномер и баллистический вычислитель, который автоматически выставляет в объективе прицельную марку в соответствии с дальностью до цели, а также используется для программирования дистанционных взрывателей 20 мм гранат.

Перед выстрелом по данным с лазерного дальномера взрыватель гранаты программируется на подрыв в воздухе на заданной дальности, чем обеспечивается поражение укрытых целей осколками сверху или сбоку. Определение дальности для дистанционного подрыва осуществляется путем подсчета оборотов, совершенных гранатой в полете.

Принцип работы лазерного дальномера

В ходе ремонта многочисленные промеры рулеткой и вычисления площади объектов требуют высокой концентрации и времени. Справиться с этим помогают лазерные рулетки (дальномеры) — простые в эксплуатации приборы с высокой точностью измерения. Они не только мгновенно определят расстояние, но и вычислят площадь, объем и другие характеристики объекта.

Принцип работы лазерного дальномера

Лазерный дальномер называют по-разному. Из-за умения измерять расстояние его окрестили электронной или лазерной рулеткой, хотя на самом деле традиционного для рулетки колеса в нем нет. Этим же объясняется и название лазерной линейки. Дальномеры бывают импульсные и фазовые. Принцип действия импульсных дальномеров схож с принципом работы эхолотов. При включении лазерного дальномера в нем генерируется лазерный луч и посылается излучателем до объекта, например до ближайшей стены комнаты (в звуковых дальномерах генерируется ультразвук). Луч отражается от объекта и поступает в приемник устройства.

По времени, которое проходит с момента передачи до приема луча, и определяется расстояние до объекта. Полученный сигнал обрабатывается микропроцессором умного устройства и передается на дисплей в понятном для восприятия виде. Фазовые дальномеры измеряют разность фаз волны (подробнее ниже). Для проведения замера достаточно включить функцию лазерного луча, навести дальномер на объект и нажать кнопку измерения расстояния. Расчет площади, объема и прочих характеристик также происходит при нажатии на предусмотренные для этого кнопки.

Функции лазерных дальномеров

Определение расстояния из разных точек отсчета

У лазерного дальномера есть несколько точек отсчета, что связано с особенностями измерения. Луч лазера исходит из корпуса прибора, так что при измерении расстояния от одной стены до другой придется учитывать длину этого корпуса. Чтобы не пришлось вести такие подсчеты в уме, в дальномерах настраивается точка отсчета. Она ведется от заднего торца устройства, от переднего торца или от упорной скобы (при ее наличии). Когда нужно узнать точную длину объекта, скобу выдвигают на 90 градусов (фактически цепляют за край объекта). Если нужно мерить из угла, то скобу выдвигают на 180 градусов, ведь сам прибор строго в угол не поместится.

Измерение площади и объема

Для измерения лазерным дальномером площади прямоугольника нужно определить его длину, ширину и нажать на специальную кнопку. Прибор рассчитает площадь фигуры и выведет результат на экран. Для определения объема параллелепипеда придется измерить его длину, ширину и высоту. Некоторые электронные рулетки умеют измерять углы, площади и объемы более сложных фигур. Такие измерения помогут быстро определить площадь пола, потолка, стен или узнать объем конструкции. Последнее потребуется, например, при строительстве бассейна или установке кондиционера, когда нужно знать объем воздуха кондиционируемых комнат. В некоторых приборах есть специальная функция маляра, которая складывает длины стен помещения и умножает на высоту, чтобы узнать общую площадь окрашиваемого или оклеиваемого обоями помещения.

Непрерывные измерения

У лазерных рулеток есть один минус по сравнению с обычными рулетками. В то время как мерной лентой легко отступить от стены на заданное расстояние, лазерной линейке нужна поверхность, от которой отразится луч. Для решения этой проблемы придумана функция непрерывных измерений. То есть если нужно отступить от стены, положим, на полтора метра, нужно включить эту функцию и постепенно отходить от стены. В это время прибор будет делать промеры через 1 секунду (зависит от настроек), что поможет отступить на точно заданное расстояние.

Измерения на основе вычислений

Если длину линии по каким-то причинам измерить прибором не получается, можно рассчитать ее по определенным формулам. Представим, что у помещения наклонная крыша. Тогда для определения длины наклонной линии понадобится не прямоугольник, а трапеция. Измерить три линии этой трапеции дальномером труда не составит, в то время как длину четвертой линии прибор рассчитает сам по функции трапеции.

Аналогично рассчитывается и высота до объекта, если напрямую измерить ее затруднительно. Тогда измеряется расстояние до этой точки по диагонали (гипотенуза) и по горизонтали (первый катет). По известной со школьного курса геометрии теореме Пифагора прибор рассчитает вертикаль (второй катет). Такой расчет возможен только для прямоугольных треугольников, то есть в случае вертикальных, а не наклонных поверхностей.

Определение минимума и максимума

Определить с помощью лазерной рулетки длину диагонали большой комнаты не так-то просто, поскольку нужно четкое попадание из угла в угол. Режим максимума помогает снизить риск ошибки и предполагает проведение нескольких последовательных замеров. Прибор ориентируется на первый замер и считает его наименьшим. Если при последующих замерах найдется большее значение, то оно и будет считаться длиной диагонали. Это делается из соображений, что длина диагонали всегда является наибольшей величиной из всех возможных длин помещения.

Режим минимума аналогичен предыдущему и снижает риски измерить расстояние не строго под прямым углом, а по диагонали. Например, нужно измерить расстояние от пола до потолка. Тогда в режиме минимума прибор найдет наименьшее из всех измеренных значений.

Виды лазерных дальномеров

По назначению лазерные дальномеры делят на бытовые и профессиональные. Первые чаще всего имеют небольшую (до 10 м) или среднюю (до 50 м) дальность измерения, и ограниченный функционал. Профессиональные электронные рулетки способны измерять расстояния более двухсот метров, имеют широкий набор функций и могут работать в сложных погодных условиях. Большая дальность необходима при возведении крупных объектов, измерении территории и в других случаях.

По области применения лазерные рулетки делятся на разные категории. Есть дальномеры для промышленности, военной сферы, геодезии, строительства. Есть гаджеты для рыбалки, охоты и даже для гольфа! Они отличаются друг от друга как по внешнему виду, так и по набору функций, так как призваны решать разные задачи. Например, качественный лазерный дальномер для охоты ориентирован на работу в условиях дождя, пыли, высокой влажности, мороза, умеет игнорировать траву, ветки деревьев и рассеянные в воздухе частицы вроде снежинок или дождинок.

По принципу работы бывают импульсные дальномеры и фазовые. Импульсные содержат встроенный таймер, с помощью которого определяют время отражения луча от объекта. На основании времени и скорости света рассчитывается расстояние. У импульсных лазерных рулеток мощный лазер, так что они могут измерять значительные расстояния, но обладают меньшей точностью по сравнению с фазовыми. Снижение точности связано с тем, что на расстоянии даже в несколько сот метров световой луч отражается слишком быстро (скорость света 300 тыс. км/с), что требует сверхточного таймера. Свое название импульсные рулетки получили из-за того, что в них луч лазера посылается импульсами.

В фазовых лазерных дальномерах луч посылается постоянно и модулируется сигналом определенной частоты. Отраженная от объекта волна фиксируется фотоприемником. Волна посылается в одной фазе, а отражается в другой, так что разность фаз и позволяет вычислить расстояние до объекта. Фазовые рулетки более точны, но из-за постоянной работы лазера теряют в мощности луча, потому используются в основном для измерения на небольших расстояниях.

Как выбрать лазерный дальномер       

При выборе лазерного дальномера советуем определиться с теми задачами, для которых он приобретается. От этого будут зависеть и характеристики гаджета.Максимум и минимум измерений. Для дома подойдет лазерная линейка с дальностью до 30 метров. Но для измерений на улице или в больших помещениях имеет смысл покупать прибор с высоким максимумом (100 и более метров). Минимум связан с тем, что лазерный дальномер не может измерять маленькое расстояние, как обычная линейка. У одних приборов этот показатель составляет около полуметра, у других — только пять сантиметров (чем дороже, тем шире шкала измерений).

Количество точек начала отсчета. Отсчет можно вести от верхнего края электронной рулетки, нижнего края и скобы (см. выше). Чем больше точек отсчета, тем точнее измерения.

Функционал. Помимо функциональных возможностей (расчета площади, объема, непрерывных измерений, сохранения измерений в память и пр.) советуем обратить внимание и на наличие автоотключения, жидкостного уровня для точной установки прибора, возможности установки на штатив, наличие дополнительных функций (уклономера, видоискателя, цифрового уровня и пр.).

Длина волны и класс лазера. Чем короче длина волны, тем лучше видно луч. Измеряется эта величина в нанометрах. Класс лазера характеризует его мощность и безопасность для глаз. Чем выше класс, тем мощнее луч. Его лучше видно в сложных условиях, но и опасность повреждения глаз при попадании в них лазерного луча возрастает. Безопасным и наиболее распространенным считает второй класс, в то время как использовать дальномер с лазером третьего класса рекомендуется только в защитных очках.

Другие характеристики. Среди них диапазон рабочих температур, подсветка и звуковая индикация, комплектация (наличие USB-зарядки, штатива, сумки, ремешка, адаптера), степень защиты от ударов, влаги и прочего и габариты прибора.

 

Лазерные дальномеры — устройства для измерения расстояния с широкой сферой применения

Дальномеры при работе постоянно излучают сигнал, частота которого не превышает 500 МГц. Волна имеет неизменную длину (500-1100 нанометров). Фотоприёмник принимает отражающийся от объекта импульс. Расстояние определяется на основании расчёта разницы между изначальной и конечной фазами сигнала. Такие приборы обеспечивают высокую точность измерений при удалённости объекта не более 1 км.

Сфера применения

• Строительство.
• Некоторые виды геодезических работ.
• Сканеры.
• Робототехника.
• Навигация.
• Геодезия.
• Военное дело.
• Астрономия и т.д.

Характеристики прибора

Вне зависимости от того, какими дополнительными опциями оснащён лазерный дальномер, он обладает следующими характеристиками:

• Диапазон измерений (показывает максимальное расстояние, на котором прибор может измерить параметры объекта с точностью, заявленной производителем. У современных моделей этот показатель достигает 100 м).
• Точность (допустимая погрешность в измерениях. Обычно находится в пределах 3 мм).
• Питание. Обычно осуществляется от элементов АА или ААА (так называемых «пальчиковых» или «мизинчиковых» батареек). Некоторые модели питаются от аккумуляторов или элементов питания нестандартных типов, однако лучше выбрать прибор на классических батареях, которые без труда можно найти в магазине.
• Масса. Современные компактные дальномеры весят до 150 грамм. Более тяжёлые модели неудобны в использовании, особенно если с прибором приходится работать постоянно.

Дополнительные функции

Наиболее популярными являются следующие дополнения:

• Уровень (с его помощью можно определить отклонения плоскостей по вертикали и горизонтали).
• Угломер (в совокупности с уровнем позволяет производить одновременно несколько измерений).
• Защита от пыли и влаги. Дальномеры являются точными электронными устройствами. Попадание внутрь пыли или влаги может привести к выходу его из строя. Защищёнными корпусами оснащаются практически все современные модели. Однако если прибор планируется эксплуатировать в неблагоприятных условиях, рекомендуется выбрать вариант с повышенной защитой. Дополнительно можно приобрести специальный чехол.
• Подсветка. Даже на дорогостоящих моделях со множеством дополнительных опций иногда можно встретить монохромный дисплей и клавиатуру без подсветки. Такие приборы не очень удобны в эксплуатации. Лучше выбрать устройство с активируемой либо постоянной подсветкой и цветным дисплеем.
• Дальномер, оснащённый этой функцией, можно подключить к смартфону, планшету или ноутбуку для сохранения, анализа и передачи данных. Если выполнять все эти действия вручную, темп работы существенно снизится.

Критерии выбора лазерного дальномера

Главное, чтобы прибор мог справиться с поставленной задачей. Чтобы не ошибиться, рекомендуется обратить внимание на несколько важных факторов.

Место проведения измерений

При ярком солнечном свете лазерный луч можно визуально распознать на расстоянии до 10 м. Для замеров на более дальних дистанциях в дальномер должен быть встроен оптический или цифровой визир. При работе на больших открытых площадках следует выбирать устройства с повышенной дальностью и точностью. В помещениях можно использовать любую модель.

Точность и диапазон

Стандартные дальномеры обеспечивает точность 1-3 мм на расстоянии от 50 см до 100 м.  

Условия

Уровень защиты большинства современных дальномеров — IP54. Первая цифра обозначает степень пыленепроницаемости. Показатель 5 говорит о том, что попадание пыли внутрь корпуса в малых количествах не исключается, однако работе прибора это не помешает. Вторая цифра – защита от влаги. Дальномер с уровнем 4 вряд ли выдержит полное погружение в воду, однако вполне может работать под дождём и брызгами.

В большинстве случаев таких параметров бывает достаточно для бесперебойной работы устройства. Однако если на площадке в большом количестве присутствует мелкая пыль или на прибор может попасть вода, рекомендуется выбрать модель с усиленной защитой либо купить специальный чехол.

Устройство лазерного дальномера

Лазерный дальномер предназначен для измерения расстояний. Работа этого прибора основана на следующем принципе: он посылает лазерный сигнал, который отражается от объекта и возвращается обратно, измеряет время его прохождения и относительно него высчитывает расстояние до объекта. Большинство современных дальномеров имеет компактную форму и удобны в применении. Чтобы пользоваться таким устройством, не нужно особых умений. 

Основные элементы строительного дальномера

1. Оптический лазерный излучатель — служит для генерирования и посылки луча в нужную точку.
2. Оптический отражатель — принимает отражённый луч.
3. Компьютерный преобразователь или микропроцессор.
4. Встроенная программа вычислений — предназначена для обработки результатов измерений и выдачи их в нужном виде.
5. Фиксатор дальномера.
6. Оптический прицел — позволяет направить луч точно в нужное место.
7. Пузырьковый уровень. Строительный лазерный дальномер: выбор и эксплуатацияПузырьковый уровень, встроенный в лазерный дальномер, позволяет устанавливать прибор ровно на поверхности

В строительных лазерных дальномерах есть блокнот и калькулятор. Прибор сам будет производить вычисления и сохранять данные в памяти.

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.

Видео: принцип работы лазерного дальномера

Применение и функции лазерного дальномера

С помощью лазерной рулетки можно рассчитать объём, вычислить площадь помещения, замерить сложные недоступные отрезки, определить длину ската крыши и угол его наклона, найти площадь стены с наклоном у потолка, а также её диагональ.

Дополнительные функции некоторых современных дальномеров

1. Подсветка.
2. Ватерпас или пузырьковый уровень. Это приспособление чаще всего устанавливают на строительных лазерных рулетках. Оно поможет определить, ровно ли располагается прибор на поверхности.
3. Визир — специальное устройство, приближающее точку, до которой ведётся измерение. Функция работает аналогично цифровому увеличению (зуму) на видеокамерах и особенно актуальна для работы на больших расстояниях.
4. Дисплей с цветным экраном.
5. Измеритель температуры воздуха. Допустимые погодные условия для использования каждого прибора указаны в инструкции. В любом случае при работе на морозе необходимо дать устройству некоторое время на адаптацию к окружающей температуре.
6. Датчик для измерения наклона в пределах до 45°. Он нужен для проведения расчёта угла ската крыши, наклона навеса и других аналогичных операций. Лазерный дальномер со встроенным датчиком измерения угла наклона позволяет вычислять расстояния на криволинейной поверхности
7. Индикатор уровня зарядки батареи.
8. Функция Bluetooth.
9. Трекинг — непрерывное измерение расстояний. При перемещении дальномера трекинг производит замеры не один, а несколько раз с определённой периодичностью и показывает получаемые результаты. Такая опция необходима для того, чтобы отмерить нужную длину конструкции или помещения.
10. Различные математические функции.

Работа с лазерной рулеткой

1. Установить и зафиксировать прибор в точке начала измерений.
2. Включить дальномер при помощи специальной кнопки.
3. Выбрать нужную точку отсчёта. Во многих моделях для удобства встроена возможность выбора точки — от передней части корпуса прибора или от задней. Такая функция нужна для определения расстояния без учёта размеров корпуса. Некоторые устройства также оснащены специальными скобами, позволяющими проводить измерения в неудобных местах. Точку отсчёта в них можно выбрать от края корпуса либо от самой скобы.
4. Выбрать необходимые единицы измерения.
5. Начать измерения, нажав функциональную кнопку.
6. Просмотреть результат на дисплее прибора.

Например, если нужно определить расстояние от одной стены до другой, необходимо провести следующие действия:

1. Установить прибор на одной стене.
2. Убедиться, что прибор зафиксирован ровно на поверхности и плотно у стены.
3. Назначить точкой отсчёта прижатую часть корпуса. Это позволит учесть в расчётах толщину самой рулетки.
4. Включить функцию начала замеров.
5. Посмотреть полученные результаты на экране. Для того чтобы измерить необходимое расстояние, нужно приложить прибор к стене и нажать функциональную кнопку — все остальные действия прибор произведёт сам.

Для получения более точных расчётов не рекомендуется держать прибор в руках при измерении. Запрещается направлять лазерный луч прибора в лицо, потому что он может обжечь сетчатку глаза.

Видео: как пользоваться лазерной рулеткой

Правила эксплуатации дальномера

1. Лазерную рулетку следует эксплуатировать согласно технической инструкции.
2. Нельзя допускать попадания влаги и грязи в прибор, а также перегрева и переохлаждения дальномера.
3. Необходимо беречь прибор от падения и ударов.
4. Проводить ремонт дальномера следует только в специальных мастерских.
5. Хранить лазерный дальномер рекомендуется в специальном чехле.

Устройство компактного лазерного строительного дальномера

Устройство лазерного дальномера состоит из следующих узлов:

Схема работы лазерного дальномера

1. Излучатель – он генерирует луч и отправляет его в нужную точку.
2. Отражатель – он необходим для приема, отраженного от объекта луча.
3. Микропроцессор, для выполнения необходимых расчетов.
4. Предустановленная программа необходимая для обработки полученных при замерах данных.
5. Прицел, позволяющий направить луч в необходимое место.
6. Уровень, с помощью которого прибор можно строго выставить в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Дополнительные функции

Применяемая в составе лазерных дальномеров микроэлектроника позволяет не только выполнять прямые замеры. Многие устройства подобного типа обладают некоторыми дополнительными функции, к которым можно отнести:

1. Функция непрерывного измерения. При работе в обычном режиме дальномер при нажатии кнопки на пульте фиксирует результат и выводит его на монитор. Но, довольно часто, возникает необходимость в проведении постоянного измерения расстояния, например, от стены до будущей перегородки. Для этого прибор переводят в режим непрерывного измерения. В таком режиме работы, устройство с некоторой частотой самостоятельно выполняет замер и показывает их результаты на монитор. Измерение проходит в реальном режиме времени.

2. Определение наибольшего и наименьшего расстояния. Эта функция полезна при определении диагонали в комнате. Дело в том, что выполнить ее замер не так и просто при направлении лазерного луча можно промахнуться и в результате будут получены неточные результаты. После установки на приборе минимального расстояния, он будет фиксировать только те замеры, которые больше установленной.

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 11 чел.
Средний рейтинг: 4.3 из 5.


Как работает дальномер? » targetcrazy.com

Существует множество причин, по которым вам может понадобиться дальномер . Если вы охотитесь с луком или стреляете пулями на дальние дистанции, вам придется корректировать прицел, чтобы попасть в цель.

Почему? Ну, гравитация притягивает и пули, и стрелы к земле в тот момент, когда они выпущены из чего-то.

Чем больше расстояние до цели, тем дольше падение.

Некоторые люди измеряют расстояние на глаз и на практике, но с предлагаемой сегодня технологией самый простой и быстрый  способ оценки расстояния до цели – использовать дальномер.

Содержание

Так как же работает лазерный дальномер?

Существует несколько различных способов дальномера, но наиболее популярным и распространенным в настоящее время является лазерный дальномер .


Как работают лазерные дальномеры

Лазерный дальномер работает по довольно простому принципу. Он стреляет лазерным лучом из излучателя в цель и измеряет время, необходимое для того, чтобы луч отразился обратно к приемнику на искателе.

Поскольку лазер движется со скоростью света , а скорость света является известной скоростью , ее можно использовать вместе со временем, необходимым для расчета расстояния до целевого объекта.


Расхождение луча

Луч большинства лазерных дальномеров обычно очень узкий, но из-за влияния воздуха в атмосфере луч будет расходиться и распространяться на большие расстояния.

Это означает, что когда он достигает удаленной цели, распространение лазерного луча может быть достаточно широким, чтобы покрыть цель и отразиться обратно от других предметов, а также от цели.

Лазерные лучи расходятся и распространяются по мере их распространения

Отражение и отклонение

Некоторые объекты измерить труднее, чем другие.

Дальномер не сможет обеспечить точные показания или точное расстояние для всех объектов. Это потому, что лазерная технология все еще довольно ограничена. Вот несколько примеров…

Когда луч падает на оконное стекло, почти весь он проходит и не отражается. Таким образом, чтение трудно достичь.

Предположим также, что луч падает на зеркало (или другой объект), наклоненное так, что весь свет полностью отражается в сторону, а не обратно к приемнику. Этот объект также будет трудно ранжировать.

Даже мыльный пузырь отражает некоторое количество света (если бы это было не так, вы бы его не увидели)

На самом деле любой объект, расположенный под углом к ​​дальномеру, отклонит часть луча в сторону, но каждая поверхность будет отражать или доступных свет назад, иначе мы не смогли бы увидеть их сами. То, сколько света возвращается, определяет, насколько легко дальномер сможет получить показания.


Почему дальномер не сбивает с толку окружающее освещение?

Лазерный свет, излучаемый устройством, имеет определенную длину волны, которая отличается от длины волны любого обычного света, исходящего из окружающей среды. Используя эту частоту, можно легко отфильтровать все сигналы от приемника на дальномере, кроме лазерного излучения, отраженного от цели. Нашедший видит только свой собственный свет. Это также очень помогает, когда большая часть исходящего света отражается от цели, даже если отраженный свет составляет часть исходного излучаемого света, искатель сможет выделить его там, где человеческий глаз не смог бы.


Как дальномер выбирает показания для отображения?

Лазерные дальномеры обычно работают очень быстро и посылают десятков, сотен или тысяч импульсов в целевой объект и используют весь этот выборочный диапазон, чтобы определить, какое расстояние является правильным для отчета.

Во всех этих показаниях будут некоторые от самой цели, а некоторые от других объектов и местности впереди, сбоку и позади нее.

Дальномер примет во внимание все эти показания, проанализирует их и использует алгоритм для выбора наиболее подходящего расстояния.

Во всех показаниях, если одно расстояние встречается чаще, чем другие, велика вероятность того, что это тот объект, до которого пытается дотянуться пользователь. Так что это то, что будет возвращено.


Как работают оптические дальномеры

Оптический дальномер имеет свои преимущества. Вам не нужна отражающая цель, а оптику никогда не смущают погода, атмосферные условия или окружающая местность, а компоненты делают их дешевыми в сборке. В видео ниже от Mr Wizard вы увидите, как можно выполнить примитивную дальномерку с помощью 2 маленьких зеркал и небольшого количества дерева.

Однако… оптический дальномер сегодня не так популярен, как когда-то. Вам будет трудно найти хорошую оптику в продаже где-либо, кроме антикварного магазина, потому что лазерные дальномеры настолько дешевы и легко доступны, а также имеют множество функций, с которыми оптический дальномер просто не может сравниться.

Оптические дальномеры могут работать по принципу совпадения или стереоскопического дальномера.

При совпадении дальномерных изображения цели, отраженной от 2 разных источников, показываются оператору, который обычно смотрит в прибор одним глазом и затем должен внести коррективы, чтобы соответствовать их выравниванию. Когда изображения выровнены, это называется помещением их в «совпадение», и величина регулировки, необходимая для достижения этого, используется для определения расстояния до цели.

Стереоскопический дальномер использует оба глаза оператора и заставляет их совмещать контрольные отметки внутри сетки для определения расстояния.

Это действительно отличное видео из Mr Wizard, телешоу для детей 80-х годов, в котором показана концепция разделенного изображения, находящего с помощью 2 зеркал и измерительной шкалы.

Вот еще одно видео от Jimmym40a2, которое показывает вам дальномер Barr and Stroud 1942 года и кратко объясняет, как он работает.

Существует также очень простой и очень дешевый тип дальномера, в котором используется сетка MilDot . Это просто отмеченная сетка, которая позволяет вам оценить расстояние до цели, если вы знаете (или можете приблизительно определить) размер цели.

Вот видео из Ted’s HoldOver, которое знакомит вас с принципами работы сеток MilDot.


Другие типы дальномеров

Хотя они не применимы для повседневного дальномера, используемого стрелками или охотниками, стоит упомянуть эти другие типы дальномерного оборудования и немного объяснить, как они работают.


RADAR

RADAR расшифровывается как Radio Detection And Ranging. Радиолокационное определение дальности работает аналогично лазерному дальномеру, за исключением того, что вместо сфокусированного лазерного луча посылается импульс радиосигнала, и измеряется время, необходимое для его отражения. Поскольку радиоволны распространяются со скоростью света, эту скорость и время их возвращения от цели можно использовать для расчета расстояния от радиолокационной станции до любых объектов в пределах распространения.

Поскольку радар излучает на большой площади и имеет большую длину волны, он лучше подходит для определения расстояния и скорости крупных объектов, таких как самолеты и корабли в открытом космосе.

RADAR не зависит от облачной погоды или внешнего освещения (он работает ночью или при ярком солнце), а поскольку радиоволны имеют большую длину волны, он может работать на больших точных расстояниях.


LIDAR

LIDAR работает аналогично RADAR, но восходит к принципу лазерного дальномера, но в гораздо большем масштабе. Он посылает световые импульсы на большие расстояния вместо радиоволн или звуковых импульсов.

Лидар намного дороже РАДАРа, но может обеспечить обнаружение многих мелких объектов.

Однако на LIDAR влияют погодные условия, такие как облака и туман, и он будет работать только на более коротких расстояниях, чем RADAR.


SONAR

Сонарный дальномер использует звуковой импульс и измеряет время прохождения звуковых волн до цели и обратно вместе со скоростью звука, что позволяет рассчитать расстояние до цели.

Сонар используется под водой, где лазерный свет и радиоволны не распространяются легко.


Ультразвук

Ультразвук — это высокочастотная звуковая волна, которую человеческое ухо не может услышать, поскольку она выше частоты, слышимой нами (20 000 Гц). Когда эти волны ударяются о объект, они отскакивают назад, и если вы знаете скорость звуковой волны (скорость звука 330 м/с), вы можете рассчитать расстояние до цели.

В вашем автомобиле есть датчик парковки? Скорее всего, он работает с использованием принципов ультразвуковой дальномеры. Ультразвук работает в темноте на коротких дистанциях (что нужно в машине) и безвреден для человека.

Хотя ультразвук отлично подходит для датчиков парковки и других приложений, он не годится для обнаружения целей на больших расстояниях.

Как работает дальномер

Как известно, время современных технологий, комфорт и удобство во всем. Точно так же дальномеры — очень эффективные устройства для точного измерения расстояния. Но если вы не использовали его раньше, вы можете спросить , как работает дальномер, верно ?

Таким образом, пользоваться дальномером не так уж и сложно, достаточно знать лишь некоторые основные шаги. Если это лазерный дальномер, то он будет работать с использованием светового луча. Если это оптический дальномер, он работает по принципу параллакса.

Сонарные дальномеры работают по звуковому импульсу, а лидарные дальномеры работают по принципу лазерного дальномера.

Кроме того, на рынке доступны другие дальномеры, которые работают иначе. Давайте посмотрим на их работу над ними.

Какие существуют типы дальномеров?

---

Хотя не все дальномеры работают по одному принципу, вам придется учитывать все. Различные дальномеры имеют уникальные стратегии реализации и предполагаемое использование.

Технология, используемая в дальномерах, теперь стала более современной и работает лучше, чем другие типы, с точки зрения портативности.

Чтобы полностью понять, как дальномер использует и операции, давайте погрузимся и найдем некоторые из самых известных дальномеров.

• Лазерный дальномер (например, лучшие мини-дальномеры)
• Оптический дальномер
• Сонар-дальномер
• Лидарный дальномер
• Радиолокационный дальномер

Как работает лазерный дальномер?

---

В лазерных дальномерах луч света используется для измерения расстояния. Лазерный импульс дальномера движется со скоростью света. Когда луч попадает на объект, он разделяется. Но значительный процент света возвращается к целевому объекту. Итак, дальномер измеряет продолжительность пути лазерного луча до и после возвращения.

После преобразования из ожидаемого времени, которое занимает лазерный свет, дальность будет отображаться на панели дальномера. Кроме того, точность лазерного дальномера зависит от света, который отклоняется вашим объектом.

Кроме того, измерения будут более точными, когда площадь отражения цели будет больше. Чтобы повысить точность, вы можете ожидать, что блестящая поверхность преломит больше лазерного света.

Как работает оптический дальномер?

Оптический дальномер представляет собой монокулярный прибор со встроенными шкалами. Когда вы говорите о его работе, он работает на идее параллакса, который является типом тригонометрии. Оптический дальномер выполнен с двумя оптиками, по одной на каждом конце. Во время использования эта оптика концентрируется на предмете или цели, которую необходимо измерить.

Два изображения затем накладываются друг на друга с помощью ручки фокусировки. Шкала, используемая для перевода измерения в диапазон, также регулируется на циферблате. Кроме того, оптический дальномер необходимо использовать осторожно, чтобы получать правильные показания.

Точность показаний зависит от того, как точно наведен дальномер. Итак, вы должны расположить его на игле и тщательно сконцентрировать.

Эти оптические дальномеры являются наименее дорогими из различных разновидностей. Не только это, но и эти дальномеры хорошо известны среди игроков в гольф и стрелков. Все, что вам нужно сделать, это осторожно держать свой гаджет, и если вы не будете обращаться с ним аккуратно, это повлияет на точность.

Как работает гидроакустический дальномер?

Этот гидроакустический дальномер показывает звуковую навигацию и дальность. Это показывает, что гидролокаторы-дальномеры используют звуковые импульсы для измерения расстояния. Используется звуковой импульс, который затем вычисляет время, необходимое для того, чтобы все звуковые волны достигли объекта и отразились от него.

Для точного определения местоположения цели он также оценивает скорость звука. В сонарном дальномере также используются переводчик, генератор слуховых импульсов, ряд динамиков, контроллер задержки, слуховой датчик и экран.

Этот тип дальномера также используется под водой. Это потому, что передача радиосигналов и лазерный луч там труднодоступны.

Как работает радиолокационный дальномер?

Вот еще один дальномер, который хорошо работает для измерения расстояния до целевого объекта, используя тот же метод, что и лазерный дальномер. Они оба имеют одинаковые характеристики и функции. Радар означает радиообнаружение и определение дальности (RADAR).

Таким образом, в радиолокационном дальномере используется точно сфокусированная радиоволна. Этот вид дальномера распространяет радиоволны и рассчитывает, сколько времени потребуется, чтобы вернуться к детектору. Радиоволны распространяются со скоростью света. Таким образом, расстояние между радарным дальномером и объектами будет рассчитываться с использованием времени и скорости их возвращения от объекта.

Кроме того, радарный дальномер идеально подходит для измерения дальности на большом расстоянии. Это связано с тем, что радиоволны очень слабо проникают в вещество, через которое они проходят.

Как работает охотничий дальномер?

Охотничий дальномер работает в режиме приоритета объекта, который будет находиться на большом расстоянии. Он игнорирует близлежащие объекты в пользу дальних. Есть несколько стратегий охоты, которые следует учитывать, которые приведены ниже.

Если вы планируете стрелять на дальние дистанции для охоты на ожидаемый объект, вам потребуется винтовка с 7-8-кратным увеличением. Охотничьи дальномеры имеют большой диапазон расстояний и позволяют обнаруживать объекты на расстоянии от 70 до 135 ярдов.

Дальномер с точной информацией необходим для охоты, чтобы преодолеть размытость. Дальномер, используемый для охоты с луком, имеет несколько передовых возможностей. Эти функции включают портативность, минимальный вес и улучшенную концентрацию пользователя. Многочисленные охотничьи дальномеры предоставляют полезные функции, особенно для стрельбы по мишеням.

Как работает дальномер Bushnell?

Дальномер Bushnell — это GPS-трекер, который вы можете носить с собой и который передает информацию о местоположении на ваш смартфон или компьютер. Любое место можно найти, получив инструкции с помощью этого гаджета. Этот гаджет является портативным и простым в использовании с некоторой базовой информацией.

Входящий в комплект шнур micro-USB используется для подзарядки дальномера Neo Ghost. Он может работать от GPS до 16 часов без подзарядки. В закрытом состоянии прорезиненные заглушки портов USB надежно защищены от повреждений.

Таким образом, дальномер Bushnell Ghost может сохранить до 33 000 полей для гольфа, используя каталог полей iGoFolg. Но было бы разумно подтвердить, что ваш трек поддерживается, прежде чем покупать.

По сравнению с другими дальномерами этот менее точен, а также неточно работает в пасмурную погоду. Кроме того, это немного дороже, чем другие модели.

Для чего используются дальномеры?

---

Дальномер стал распространенным гаджетом, который можно использовать в самых разных областях. Ниже приведены некоторые области применения дальномера:

1. Игра в гольф

Игра в гольф является одним из самых популярных способов использования дальномеров, поскольку они эффективны для измерения расстояния. Они используются для расчета диапазона на поле для гольфа или определения целевого диапазона. В наши дни для определения отметки на поле доступны специальные дальномеры для гольфа.

В этой ситуации не рекомендуется использовать охотничий дальномер, поскольку он предназначен для определения дальности цели, которая не всегда может быть той, которую вы ищете.

2. Охота

Дальномер предназначен для точного измерения расстояний. Таким образом, вы можете использовать их, чтобы найти крупных животных, на которых вы собираетесь охотиться. Ваш дальномер может напрямую помочь вам определить, попадете ли вы в цель. Или же вы используете зрительную трубу с дальномером, чтобы нацеливаться на свою добычу на большом расстоянии.

Кроме того, даже стрельба на правильное расстояние не всегда гарантирует попадание в цель из-за потенциальных препятствий на пути.

3. Фотография

У фотографов есть прекрасная возможность сделать идеальный снимок с помощью дальномера. Для точной фокусировки дальномерная камера измеряет расстояние до цели с помощью дальномерной технологии.

Окно просмотра расположено отдельно от оптики, которая является основной частью камеры. В результате изображение, которое вы видите, будет отличаться от того, что было снято.

На близком расстоянии будет лучше видно. Кроме того, большинство дальномерных камер имеют коэффициент увеличения 0,8x. Некоторые гаджеты достигают 1,1-кратного увеличения и обеспечивают пользователям идеальное изображение.

4. Лесное хозяйство

Еще одной областью, где может быть полезен дальномер, является лесное хозяйство. Этот сектор экономики зависит от правильного анализа. А использование геодезического дальномера — лучший способ получить правильные измерения в кратчайшие сроки.

Кроме того, этот инструмент можно использовать для записи границ филиалов или торговых точек, контроля качества градиента, оценки размера настила бревен и оценки высоты деревьев.