Все о лазерных дальномерах: что это такое и как пользоваться

Что влияет на точность?

Если сравнивать измерения обычной металлической рулеткой и лазерным дальномером, то можно отметить следующие моменты:

• Рулеткой сложно производить замеры внутренних размеров. Например, проёмы окон и дверей см.Рис.1. и Рис.2., длину и ширину помещений, а особенно их высоту;
• Лазерным дальномером (без мишени) сложно проводить замеры наружных размеров. Например, длину и ширину дверного полотна, длину подоконника см.Рис.3.;
• Рулеткой, даже длинной, сложно проводить измерения, если на пути находится забор из сетки или штакетник. Лазерный дальномер здесь справится гораздо лучше.

Рис.1. При замере проёмов сложно взять отсчёт по рулетке

Рис.2. При замере рулеткой в дверном проёме сложно считать показания

Рис.3. Лазерным дальномером (без мишени) сложно проводить замеры наружных размеров – лазерный луч скользит по поверхности, многократно отражаясь и рассеиваясь

Правильная эксплуатация

Для удобства хранения лазерные дальномеры комплектуются специальными чехлами.

Так как длина волны составляет 635 нм, человеческий глаз видит луч красного цвета. Поэтому, работая с таким прибором, следует быть аккуратными. Попадая в глаз, такой луч может нести разрушительное воздействие. Все зависит от класса используемого лазера: чем он выше, тем опаснее контакт луча и глаза. По стандарту дальномеры имеют луч со вторым классом излучения. Это, в свою очередь, означает, что при кратковременном воздействии перед глазами человека непродолжительный период будут мелькать пятна света. Но если луч будет напрямую и долго воздействовать, то последствия могут стать крайне неприятными.

Дальномер – прибор, которому для работы требуются батарейки. После того как их заряд окончен (примерно 5-10 тысяч измерительных процессов), их следует правильно утилизировать. Если содержимое батарейки вытечет внутри прибора, это может привести к поломке аппарата, что однозначно потребует дорогостоящего ремонта. Поэтому перед и после каждого применения батарейки следует тщательно осматривать.

Такой прибор требует деликатного обращения, поэтому для него не допускаются воздействия физической силой, а тем более падения. Это тоже чревато ремонтом или даже покупкой новой техники.

Иметь под рукой такой прибор – значит ощутимо улучшить условия своей работы. Во-первых, исчезает необходимость производить вычисления в уме – все делает техника. Во-вторых, это значительно экономит время, особенно если дальномер – новой модификации, так как в нем много дополнительных функций. В-третьих, автоматическое сохранение данных помогает не забивать голову большим количеством цифр, что тоже крайне удобно.

Что такое лазерный дальномер?

Для точного и оперативного измерения относительно небольших расстояний используется бытовой лазерный дальномер, характеристики которого отличаются от приборов профессионального назначения. Устройство представляет собой пластиковый корпус, в который встроены излучатель светового сигнала и его приемник. На специальном дисплее моментально выводится информация о размерах нужного объекта или дальности расположения предметов друг от друга.

Более сложные модели снабжены микропроцессором, который способен проводить некоторые расчеты. Лазерный строительный дальномер может посчитать:

• площадь;
• объем;
• угловые величины;
• неизвестную сторону треугольника;
• разделить расстояние на равное количество отрезков или метраж, подчиняющийся определенной пропорции;
• все найденные параметры могут быть записаны на специальную карту памяти.

Как работает лазерный дальномер?

Изначально высокоточные устройства для измерения расстояния были разработаны для военной промышленности. Со временем эти компактные приборы перекочевали в гражданскую сферу. Принцип работы лазерного дальномера основан на сдвиге фазы отраженного лазерного луча. При включении прибора, встроенный излучатель генерирует световой пучок известной длины волны и частоты. Отраженный от измеряемой поверхности луч воспринимается фотоприемником.

Полученные показания фазы отраженного луча сравниваются с изначальными данными в специальном устройстве – микропроцессоре. После несложных вычислительных операций лазерный дальномер выдает показатель измеренного расстояния. Все эти расчеты производятся в кратчайшие сроки за доли секунды. Погрешность бытовых приборов составляет не более 3 мм, тогда как профессиональные девайсы рассчитывают расстояние с точностью до 1 мм.

Какой дальномер лучше – лазерный или ультразвуковой?

При проведении строительных или ремонтных работ бывает важно быстро и точно измерить расстояние в одиночку, без помощи других людей. Пользоваться стандартной рулеткой не всегда удобно, поэтому в специализированных магазинах представлено огромное множество электронных измерительных приборов

Самый популярный из них – цифровой лазерный дальномер, принцип работы которого был рассмотрен выше.

Используем лазерный дальномер на практике

У всего есть свои достоинства и недостатки. Начнем с достоинств. Во-первых, эти рулетки обеспечивают более высокую точность и надежность, чем традиционные измерительные технологии. Во-вторых, процесс измерения значительно ускоряется и упрощается: контакт с объектом не нужен, достаточно навести на него луч лазера и нажать на кнопку измерений. Такой способ работы позволяет производить замеры в труднодоступных или опасных местах.

Что касается недостатков, основной из них заключается в том, что технические возможности лазерных рулеток в яркий солнечный день снижаются. Вместо декларированных изготовителем 100-200 м, как показывает практика, можно измерить максимум 30-50 м. Это связано с тем, что спектры солнечного излучения и лазерного сигнала пересекаются и отраженный сигнал ослабевает. Кроме того, дальность работы определяется поглощающей способностью поверхности предмета, расстояние до которого измеряется. Чтобы получить паспортную дальность, надо использовать специальные светоотражатели, которые продаются не в комплекте с лазерной рулеткой, а отдельно.

Двукратный оптический визир малой мощности, как правило, не обеспечивает максимальной дальности работы. Выносной визир с четырех- или семикратным увеличением, позволяющим работать на полной дальности, стоит чуть меньше рулетки.

Простота лазерных рулеток в использовании, о которой твердят изготовители, несколько преувеличена.

Дополнительные функции лазерной рулетки – дальномера

Дальномер может не только вычислять площадь и объем, но и выполнять дополнительные функции:

• определять высоту и ширину здания по двум наклонным и одному перпендикулярному расстоянию, а также высоту и ширину различных элементов на фасадах зданий;
• находить высоту и длину по двум измерениям, устанавливать кратчайшее расстояние при слежении (перпендикуляр к поверхности);
• определять максимальное расстояние (диагональ помещения), среднее значение из восьми измерений с максимальной точностью, на какую способен прибор;
• вычислять площадь треугольника по стороне и высоте, по трем измеренным сторонам;
• рассчитывать тупой угол треугольника по трем сторонам;
• вычислять площадь круга;
• рассчитывать площадь стены с наклонным потолком (крышей дома);
• определять угол наклона потолка (ската крыши), длину ската крыши.

Функционал и принцип действия лазерного дальномера

В общих чертах, лазерная рулетка представляет собой некий оригинальный симбиоз калькулятора и строительной рулетки, имеющий неоспоримые преимущества перед обычным инструментом:

• возможность линейных измерений (длина, ширина, высота) с автоматическим расчетом периметра и площади поверхностей, объема помещения или емкости, измерения под углом или по внутренним алгоритмам прибора;
• хранение показаний в оперативной памяти устройства и возможность производить над ними несложные математические операции;
• возможность использования рулетки при замерах отдаленных объектов или значительных по масштабам величин, не требуя при этом дополнительных рук напарника;
• возможность проведения измерений как в помещениях закрытого типа, так и на открытых территориях при различных метеорологических условиях.

По принципу действия лазерные дальномеры подразделяются на:

• импульсивные, работающие на основе учета времени, зафиксированного датчиком при прохождении инфракрасным лучом расстояния туда и обратно, и скорости самого луча.
• фазовые, в основе работы которых лежит синусоидальный закон, рассчитывающий разность фаз отправленного и отраженного лучей.

Устройство настолько просто в эксплуатации, что работу с ним без труда освоит мастер любого уровня. При нажатии кнопки генерируется луч, скорость и время прохождения которого замеряется датчиком и пересчитывается в расстояние замера.

Многообразие производителей

Говоря о пользе электронных рулеток, стоит упомянуть и о фирмах-производителях. Сегодня на рынке чаще всего можно встретить следующие бренды:

1. Skil. Данная компания специализируется в основном на производстве приборов для домашнего использования. Ее рулетки, как правило, действуют на расстоянии до 20 м.
2. Для простого ремонта также хорошо подойдет лазерная рулетка «Макита». Продукция этой японской фирмы пользуется огромной популярностью среди потребителей. Она отличается высокой степенью надежности и умеренными ценами.
3. Бренд Hilti в своей деятельности сделал уклон на производство рулеток для профессионального использования.

Не просто дальномер

Набор дополнительных элементов, которыми оснащена рулетка, определяется целями и задачами прибора. Инструменты для профессионального использования оборудованы встроенной памятью для хранения результатов измерений. Объем памяти разный — от 15 до 1 тыс. значений. Ряд моделей имеют интерфейс для подсоединения к компьютеру. С помощью кабелей можно переносить все данные из памяти дальномеров и затем обрабатывать их на ПК. Известные производители рулеток разработали специальное программное обеспечение, используя которое, можно создать на компьютере трехмерную модель измеренного помещения.

Некоторые дальномеры оснащены уровнем горизонтирования и оптическим визиром для наведения лазерного луча в нужную точку на удаленном объекте. Корпус лазерных рулеток термостойкий, влаго- и пылеизолированный.

Жидкокристаллический дисплей большинства моделей оборудован подсветкой для работы в темноте. Некоторые дальномеры имеют функции предупреждения о разрядке батареи и автоматического выключения прибора через 5 мин. после прекращения эксплуатации.

Рулетки предназначены для измерения расстояний в довольно широком диапазоне: ближняя граница составляет 0,2-0,3 м, а дальняя — 100-200 м. Точность измерения при такой дальности очень высокая: у моделей попроще — ±3 мм, а у профессиональных — ±1,5 мм. Для одного замера надо от 0,5 до 4 сек. Габариты и вес приборов достаточно малы, что позволяет управляться с ними одной рукой.

Ведущие производители лазерных рулеток предлагают потребителям множество дополнительных аксессуаров и принадлежностей, таких как чехол, ремешок для крепления на руку, короткие алюминиевые штативы, отражатели лазерного сигнала для увеличения дальность действия, телескопические прицелы-насадки, интерфейсные кабели, оптические визиры и т. д.

1 Как устроен современный лазерный дальномер?

Лазер – это усиленный сопутствующим излучением световой луч, который впервые начали использовать военные в 60-х годах прошлого столетия. Многие пехотные и артиллерийские части стали применять лазерное оборудование для измерения расстояния, а уже после них подобные устройства начали применять и в быту.

Современная лазерная рулетка отличается компактностью, весит всего около 200 г и легко помещается в карман. Такие устройства можно найти на полках всех строительных магазинов, приборы различаются по стоимости и функциональности. Лазерный дальномер отличается высокой точностью, его можно использовать как в помещениях, так и под открытым небом, он позволяет измерять расстояние по горизонтали и вертикали.

Стандартный дальномер представляет собой достаточно сложное устройство, в корпусе которого размещаются следующие элементы:

• излучатель;
• отражатель;
• микропроцессор;
• ватерпас;
• визир;
• штатив;
• дисплей.

Современная лазерная рулетка отличается компактностью, весит всего около 200 г и легко помещается в карман

Корпус электронной рулетки изготавливается из прочного и качественного пластика со специальными латексными или резиновыми вставками. Благодаря этому он надежно защищает расположенные внутри элементы от механических повреждений в случае падения устройства. Современные дальномеры имеют защиту от высокой влажности, сильных перепадов температуры и в целом отличаются высокой надежностью при использовании в разных условиях окружающей среды, но чем лучше эти показатели у прибора, тем выше будет его стоимость.

Принцип работы рулетки достаточно прост. Из специального излучателя (отверстия с оптикой) выпускается световой луч, он отражается от поверхности, на которую попадает, и возвращается к рулетке, где принимается отражателем (оптическим фильтром). Полученный световой сигнал преобразуется микропроцессором в электронный сигнал, после чего последний обрабатывается программным обеспечением, а информация о нем выводится на дисплей.

ПО лазерных дальномеров зачастую различается. Устанавливаемая программа зависит от назначения устройства. Стандартное ПО бытовых приборов способно измерять длину отрезков, складывать и вычитать расстояния, рассчитывать площади помещений, объемы комнат и т. д. Профессиональные устройства могут иметь более сложные функции, которые вряд ли понадобятся домашнему мастеру.

Лазерный сантиметр может иметь штатив, который обеспечивает надежную фиксацию устройства для повышения точности измерения, а также ватерпас – встроенный уровень, позволяющий регулировать ровность расположения устройства. Оптическим прицелом или визиром оснащены только специализированные дальномеры. Прицел позволяет максимально точно выставить прибор для измерения.

Любой лазерной рулеткой может пользоваться всего один человек, что существенно упрощает процедуру строительства, проектирования и ремонта. Простые, бытовые рулетки рассчитаны на измерение сравнительно небольших расстояний (до 60 м), а профессиональные устройства позволяют проводить измерение расстояний до 260 м.

Типы дальномеров и схема работы

В зависимости от вида излучателя можно выделить три типа дальномеров:

1. Ультразвуковой.
2. Радиоимпульсный.
3. Лазерный.

Алгоритм работы по замеру расстояния основан на сравнении фазового сдвига, излучённого лазером светового импульса и отражённого объектом:

• активация кнопки «пуск» приводит к активации лазерного излучателя, в сторону мишени или объекта уходит луч конкретной длины волны и частоты;
• от выбранного объекта на фотоприемник приходит отражённая волна;
• зашитый в микропроцессор алгоритм производит сравнение фаз исходящего и отражённых импульсов;
• выдаёт на экран показатель расстояния.

Популярные марки и производители лазерных дальномеров – рулеток

• Laserliner
• Leica
• Bosh
• Hilti
• Staley
• Disto
• Skill

Еще немного о лазерных приборах:

Снаружи дома следует использовать профессиональные лазерные нивелиры. Их радиус действия достигает 300 м, что позволяет контролировать разработку фундамента и наружных инженерных сетей. Приборы оборудованы системой дистанционного управления. Чтобы не тратить крупную сумму на дорогую измерительную технику, можно взять нивелир в аренду в специализированной фирме.

Чтобы измерительные устройства служили долго, нужно выполнять простые правила:

• Использовать лазерные уровни, нивелиры и рулетки по назначению и обязательно в так как это рекомендовано производителем иинструмента.
• Не допускать переувлажнения, переохлаждения и перегрева приборов (использовать только в оговоренном производителем диапазоне температуры и влажности).
• Хранить приборы и инструменты в чехлах.
• Беречь от царапин, падений, ударов и других негативных воздействий.
• Использовать только фирменные комплектующие и аксессуары.

Лазерные нивелиры не нуждаются в предварительной выверке с помощью пузырьковых ватерпасов. Такие приборы оснащены функцией самонивелирования. Готовить к работе их нужно в строгом соответствии с инструкцией производителя. Приборы закрепляются на стене или другой конструкции, а также устанавливаются на штатив.

Перед началом штукатурных работ с помощью стандартного строительного уровня проверяют вертикальность блочной перегородки…

Зависимость техники от условий

Дальномер имеет два функциональных блока: излучательный, в составе которого есть лазерный диод, и приемник. За счет электромагнитной волны возникает лазерный луч. Сама волна производится дальномером, далее она отражается от рабочей плоскости, будь то полы, стены, потолок или другая рабочая сторона объекта. После этого идет ее возврат в приемник. Каждая волна имеет свою амплитуду и длину. Последний показатель изначально известен вычислителю дальномера, поэтому дальнейшие его вычисления производятся за счет принципа сложения всех длин волн, которые прошли путь до объекта и обратно. После этого выполняется деление данной суммы надвое. А если есть «обрезанная» волна, то и ее показатель приплюсовывается.

Сравнительные характеристики нескольких моделей лазерного дальномера.

Полученная цифра выводится на дисплей прибора. Измерительная величина, то есть метры или сантиметры, устанавливается по личным требованиям.

Дальномер отлично справляется в условиях закрытых помещений, так как в этом случае расстояния имеют небольшие значения, а помехи и вовсе отсутствуют. А что касается природы, то тут есть несколько факторов, которые могут создать погрешности в работе:

Солнце. Зачастую цвет лазеров является красным, поэтому чем ярче поверхность, тем хуже видна конечная точка

Почему это так важно? Потому что дальномер должен уметь обработать сигнал, а он будет слишком слабым, что может повлиять на точность показаний. Поэтому в темное время суток показания лазерного дальномера более точны.
Загрязненность окружающей среды

Лучший вариант – если работа проводится за городом, так как воздух там прозрачнее. В условиях загазованности или туманности опять-таки возникает риск возникновения погрешностей.
Надежность крепления дальномера. Ручные измерения всегда сопровождаются неточностями. Поэтому лучше для замеров использовать специальный штатив. Кстати, многие современные приборы имеют уже в стандартной комплектации такой элемент.
Рабочая поверхность. Если измеряемая плоскость будет иметь темный цвет или шершавую структуру, то луч станет поглощаться. Поэтому для таких целей используют светлую поверхность, которая за счет гладкости и цвета помогает повысить коэффициент отражения.

Зачем некоторые лазерные рулетки вносятся в госреестр?

Обратите внимание, что некоторые модели лазерных дальномеров внесены в государственный реестр, о чем сообщает производитель в паспорте устройства. Такие приборы в частности необходимы официальным строительным компаниям, инспектирующим организациям и БТИ

Если к примеру, вам необходимо сделать перепланировку квартиры, и вы обратились в БТИ за соответствующими документами, то они могут делать замеры в квартире только прибором, внесенным в госреестр. В противном случае результаты замеров будут недействительными. Конечно, для работ по дому или шабашек такой аппарат не нужен, но если вы работаете в какой-то официальной организации, тогда вам потребуется дальномер, внесенный в госреестр.

Конструкция и комплектация устройства

Изначально разрабатывался прибор, способный заменить обычную строительную рулетку. Появившееся первое поколение лазерных строительных дальномеров минимизирует погрешность, получаемую в результате «человеческого фактора», реализует возможность делать замеры на внушительные расстояния, демонстрирует высокую точность. Позже, модели оснащаются удобным функционалом, программами для проведения расчётов и корпусными решениями, рассчитанными под специфику эксплуатации на строительной площадке.

Современные лазерные рулетки имеют ряд сходных параметров:

• малогабаритность, может быть всегда «под рукой» и хранится в кармане спецовки;
• ударопрочный пластиковый защищённый корпус (показатель пыле — и влагозащищённости IP-44 и выше), большая часть моделей оснащена резиновыми вставками для удобства удержания и амортизации при падении;
• на лицевую панель устройства вмонтированы: дисплей, где фиксируются выбранные настройки для замера и показатели измерений, окна источника излучателя и приёмника отражённого сигнала, кнопки управления, оптика визира;
• на задней стороне, в специальном углублении, размещена откидывающаяся конструкция упора/штыря, секция для элементов питания;
• на торцевых частях корпуса могут располагаться: винт крепления штатива, слоты расширения памяти и подключения блока питания, пузырьковый уровень.

Излучатель — лазер красного цвета (2-я категория) или зелёного (1-я, редкая категория).

Возможности лазерного дальномера

Несмотря на то что основной функцией такой техники является измерение расстояний, технологии развиваются. Поэтому современные модели могут иметь и дополнительные опции. Некоторые аппараты могут измерить дополнительно площадь и объем помещений. Отдельные дальномеры имеют функцию, которая позволяет применять теорему Пифагора.

Лазерные дальномеры используют в строительстве, астрономии, геодезии и других сферах.

Конечно, чем более усовершенствованная модель, тем дороже она стоит и тем профессиональнее можно вести строительство.

Чтобы максимально оценить пользу такого прибора, стоит поработать с большими объектами. Ведь для ручных расчетов в этом случае понадобилось бы немало времени.

Возможности самого простого лазерного дальномера ограничиваются измерениями в пределах 40-60 м, в то время как более мощные модели имеют этот показатель в 100 м.

Минимальное расстояние, с которым может справиться дальномер, 5 см.

Дополнительные функции лазерной рулетки – дальномера

Дальномер может не только вычислять площадь и объем, но и выполнять дополнительные функции:

• определять высоту и ширину здания по двум наклонным и одному перпендикулярному расстоянию, а также высоту и ширину различных элементов на фасадах зданий;
• находить высоту и длину по двум измерениям, устанавливать кратчайшее расстояние при слежении (перпендикуляр к поверхности);
• определять максимальное расстояние (диагональ помещения), среднее значение из восьми измерений с максимальной точностью, на какую способен прибор;
• вычислять площадь треугольника по стороне и высоте, по трем измеренным сторонам;
• рассчитывать тупой угол треугольника по трем сторонам;
• вычислять площадь круга;
• рассчитывать площадь стены с наклонным потолком (крышей дома);
• определять угол наклона потолка (ската крыши), длину ската крыши.

Советы по эксплуатации

Лазерная рулетка является высокоточным прибором, который требует определенных правил при эксплуатации:

• Нельзя направлять включенный прибор на яркие источники света, включая солнце;
• Нельзя использовать рулетку в качестве строительного уровня;
• Если прибор был перемещен из холода в отапливаемое помещение, следует некоторое время подождать, пока его температура не сравняется с температурой окружающей среды;
• Замеры, проведенные сквозь прозрачные и полупрозрачные упругие среды, могут оказаться неточными;
• На точность проведения замеров могут оказать и антибликовые покрытия;
• Не допускается эксплуатация прибора в воде, а также в задымленных, запыленных помещениях;
• При чистке нельзя использовать агрессивные химические составы. Уход осуществляется при помощи слегка увлажненной тряпочки или ветоши;
• После механического воздействия на прибор или его падения следует проконтролировать точность измерений еще до начала работы с ним.

Соблюдение этих несложных правил позволит существенно продлить срок эксплуатации устройства.

Принцип работы лазерного дальномера

Чтобы осуществить замеры стен при помощи дальномера, сначала необходимо включить уровень. После этого измеряют поверхность стены по высоте и длине. От полученных значений следует отнять площадь, занимаемую окнами и дверными проемами.

Полученные цифры помогут сориентироваться в необходимом количестве строительных материалов, чтобы максимально избежать перерасхода. Для новичков лазерный дальномер является хорошим помощником.

Для удобства использования в различных условиях некоторые производители оснащают приборы встроенными камерами и визорами.

Но это касается геометрически правильных форм. Однако прибор используют и в инженерной сфере, например, для измерения котлованов. Тут будут присутствовать определенные погрешности. Кстати, на точность показаний во многом влияет и результативность самой рулетки, так как в темное время суток она выше, чем днем. Поэтому нередко используется дополнительное оборудование в виде визира или видеокамер, чтобы была возможность хорошо видеть лазер.

Чтобы определить дальность нахождения объекта, используют беспрерывное электромагнитное излучение. Дальномер может работать в трех режимах:

• фазовом;
• импульсном;
• комбинированном, который объединяет в себе предыдущие два.

В первом случае принцип действия – модуляция синусоидального сигнала, при этом частота будет варьироваться от 10 до 150 МГц.

Во втором варианте идет отражение импульса и его периодическая задержка. Несмотря на то что такая техника достаточно умна, контроль за ней все-таки необходим, так как сбои свойственны любой аппаратуре. Для того чтобы иметь правильное представление о принципе работы дальномера, руководство по эксплуатации требует тщательного изучения.

В зависимости от того, насколько тщательно придерживаться требований инструкции, дальномер будет работать точно или давать погрешности.