Какие инструменты используют для измерения расстояния?
Какими инструментами пользуются для измерения расстояний
Время чтения: 3 минуты Нет времени?
Отправим материал вам на e-mail
В строительстве и бытовых ремонтных работах необходима абсолютная точность измерений. Правильно выполненные замеры предотвратят неприятные ситуации, такие как нестыковка швов, зазоры между стеной и отделкой. Для каждого вида работ применяется отдельный профильный инструмент. Какими инструментами пользуются для измерения расстояний, мы расскажем в этой статье.
Виды популярных измерительных приборов
- металлическая рулетка;
- лазерная рулетка;
- микрометр;
- нивелир;
- штангенциркуль.
Профессиональная металлическая рулетка
В строительных магазинах можно найти любой интересующий вас строительный инструмент. Также многие компании предлагают услугу аренды таких устройств, что сокращает затраты на строительство и ремонтные работы. К тому же, эта процедура исключает приобретение некачественных стройинструментов. Также вы можете воспользоваться несколькими моделями и выбрать лучшую, чтобы приобрести для личного пользования.
Металлическая рулетка
Выпускаются номинальными расстояниями до 20 м с цепляющим механизмом на свободном конце. Применяются для простых измерений в помещениях и на улице.
- Возможность снятия показаний в любую погоду.
- Экологическая безопасность.
- Отсутствие элементов питания.
- Долгий срок эксплуатации.
- Минимальная погрешность.
- Фиксированная максимальная длина.
- Невозможность использования в труднодоступных местах.
- При частом контакте с водой возможно развитие коррозии.
- Большие габариты.
Лазерная рулетка
Какими инструментами необходимо пользоваться для измерения больших расстояний в труднодоступных местах? На смену обычному оборудованию пришли лазерные рулетки, которые могут измерять большие расстояния. Это высокотехничное устройство, которое быстро и точно снимает показания любого уровня сложности.
Стандартный лазерный дальномер
Каждый прибор оснащен качественным дисплеем, на котором отображаются показания и настройки. В основе работы лежит принцип считывания промежутка времени, за которое лазерный луч достигает конечной точки.
Широко применяются во всех видах строительных работ – отделочных, реконструкций, возведения стен и сооружений. Установив прибор на начальную точку и нажав на пуск, в считанные секунды высветится результат замеров.
- Измерение в непроходимой местности.
- Снятие показаний в одиночку.
- Высокая точность измерений.
- Работа в тяжелых погодных условиях.
- Сохранение нескольких показаний.
- Встроенный калькулятор.
- Возможность снять показания без прикосновения к поверхностям.
- Конвертирование данных в различные системы.
- Функция замера высоты.
- Стоимость. Практически все модели имеют высокую цену.
- Необходимость применения штатива для снятия показаний на больших расстояниях.
- Большая погрешность при измерениях малых длин.
- На холоде возможна быстрая разрядка батареи.
Модель продвинутого уровня
Рекомендации
Чтобы повысить точность показаний, на конечную точку устанавливается мишень. Сохраняйте результаты измерений в памяти, чтобы выбрать оптимальный вариант ремонтных работ.
Дешевые китайские аналоги дают большую погрешность на всем диапазоне измерений. Для снятия контрольных и ответственных цифр, такие рулетки применять не рекомендовано.
Статья по теме:
Лазерный уровень самовыравнивающийся 360 градусов. Практические советы по выбору качественного прибора в отдельной публикации нашего портала.
Приборы для измерения небольших расстояний
Какими инструментами пользуются для измерения малых расстояний, таких как диаметр проводов, болтов, соединительных деталей и др.? Ответ один – высокоточными. К ним относят штангенциркуль, нутромер и микрометр. Искомый объект помещается между планками или зажимами измерительного устройства, которые соответствуют данным шкалы. Для замера глубины полых объектов используют встроенные штыки или стрежни. Точность показаний вычисляется до десятой доли миллиметра.
Нивелиры
Какими инструментами пользуются для измерения расстояний на местности и по плоским поверхностям? Это нивелиры. Широко применяются для отделочных работ – укладке плитки и твердых настенных и напольных материалов, для снятия данных о зданиях и уровнях земли. С помощью прибора можно сделать точную разметку, сформулировать правильное направление стен и др. Стандартные устройства снабжены окуляром и шкалой, в конструкции новых применяются лазерные лучи. Нивелиры возможно использовать только совместно со штативами для повышения точности показаний и избегания тряски прибора при работе.
Рекомендации
- Покупайте инструменты для измерений в проверенных строительных магазинах. На рынке часто можно встретить подделки, которые после нескольких использований придут в неисправное состояние.
- Если вы не планируете использовать прибор в будущем, можно сэкономить и взять технику в аренду на необходимый период.
- Делайте поверку приборов перед ответственными замерами. Даже самая дорогая техника может выйти из строя. Обычная проверка может оказать хорошую службу для вас.
- Не оставляйте приборы на аккумуляторах включенными. После глубокой разрядки элемент питания может потерять часть емкости.
- Не рекомендовано применять устройства на аккумуляторах в сильные морозы на улице, низкие температуры отрицательно сказываются на работе любых устройств.
Заключение
Выбирайте только качественные приборы для измерения расстояний. От их исправности и точности показаний зависит успешность проведения строительных и монтажных работ. Применяйте измерительные устройства на всех этапах строительства, чтобы свести к минимуму погрешности измерений.
Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте
Какими инструментами пользуются для измерения расстояний? Названия и описания инструментов
При строительстве или проведении ремонтных работ точность измерений исключительно важна, ведь неправильно выполненные замеры может спровоцировать серьезные проблемы уже на завершающей стадии работ. Нестыковка важных швов – это практически катастрофа, а решение этого вопроса часто обходится дорого. Для каждого вида работ применяются определенные инструменты. Но какими инструментами пользуются для измерения расстояний? Об этом далее и поговорим.
Виды приборов
В строительных магазинах продаются различные инструменты, с помощью которых можно измерить расстояние. Более дорогие можно арендовать. Для многих компаний это солидный бизнес – они дают в аренду инструменты. Это выгодно не только им, но и строительным бригадам — это дает возможность сократить финансовые затраты на покупку собственного инструментария.
Из наиболее популярных инструментов для измерения расстояния можно выделить следующие:
- Обычная рулетка.
- Нивелир.
- Лазерная рулетка.
- Стандартная линейка, которая есть у каждого школьника.
- Штангенциркуль.
- Микрометр.
В школе базовыми инструментами для измерения расстояний на геометрии являются всем известные линейки. А вот в строительстве они используются крайне редко.
Металлическая рулетка
Рулетки бывают разными, но все они работают по одному принципу. Они идеально подходят для проведения простых измерений на улицах и в помещении.
Преимущества этого прибора:
- Компактность. Тонкий стальной прут удобно намотан и спрятан в корпусе. Прибор можно носить с собой в кармане.
- Безопасность и экологичность.
- Не требует элементов питания.
- Можно использовать в любую погоду на улице.
- Срок эксплуатации измеряется десятками лет.
- Показывает минимальную погрешность. Собственно, погрешность зависит от пользователя.
- Приемлемая цена и доступность. Продается в любом магазине и стоит недорого.
- Фиксированная длина. Если объем измерения будет иметь длину больше длины рулетки, то для измерения придется перекладывать сам прибор, чтобы измерить дополнительное расстояние. Это не только неудобно, но и неэффективно, так как появляются погрешности.
- Учитывая тот факт, что этот инструмент для измерения длины выполнен из металла, при частом контакте с водой он подвергается коррозии.
- В труднодоступных местах его применение невозможно.
Лазерная рулетка
Существуют и более современные и эффективные инструменты, какими измеряют расстояние. Например, лазерная рулетка. Ее применяют для измерения большой длины или в местах с ограниченным доступном. Они чрезвычайно удобны и представляют собой весьма технологичные инструменты, которые быстро и точно снимают показания в тех местах, куда не добраться обычной рулеткой.
Все дальномеры (лазерные рулетки) имеют дисплей – на нем отображаются настройки, а также произведенные замеры. Суть работы состоит в следующем: специальный микропроцессор считывает время, за которое лазерный луч достигает конечной точки (твердой поверхности), затем на основании полученного времени и известной скорости распространения света высчитывается расстояние.
В строительных работах лазерные рулетки используются часто. Бригады, занимающиеся реконструкциями, отделочными работами, устройством потолков, возведением сооружений и стен, в своем арсенале обязательно имеют дальномер, а иногда даже несколько. Несмотря на высокую стоимость, это один из самых распространенных современных инструментов, какими пользуются для измерения расстояний.
Плюсы и минусы длинномеров
Лазерные рулетки имеют свои плюсы и минусы.
- Возможность замерять расстояние в труднодоступных местах.
- Можно снимать показания в одиночку.
- Есть встроенный калькулятор для удобства проведения прочих расчетов.
- Может работать почти при любых погодных условиях.
- Гарантирует высокую точность замеров расстояния.
- Обладает функцией замера высоты.
- Сохраняет в памяти несколько полученных результатов, к которым можно вернуться позже.
- Снимает замеры между двумя точками, не соприкасаясь с поверхностью.
- Умеет конвертировать единицы измерения.
- Цена. Эти приборы дорогие.
- При измерении больших расстояний даже легкое дрожание руки пользователя приводит к колебаниям, поэтому необходимо использовать специальный штатив.
- При измерении малой длины погрешность высока.
- Аккумулятор на холоде разряжается очень быстро.
Самый большой недостаток прибора – это высокая цена. Впрочем, на рынке продаются дешевые китайские дальномеры, однако они дают большую погрешность при измерении даже больших расстояний, не говоря о малых.
Какими инструментами пользуются для измерения расстояний небольших величин?
Для измерения малой длины (когда, например, нужно узнать сечение болта, провода, каких-либо других деталей) нужно использовать другой специальный инструмент высокой точности. К таким можно отнести штангенциркуль, микрометр, нутрометр. Суть измерений этими устройствами проста: между планками прибора помещается искомый объект, затем он фиксируется зажимами, и на шкале пользователь видит расстояние с точностью до десятой доли миллиметра.
Нивелиры
На местности расстояние удобнее всего замерять по плоским поверхностям. Делается это с помощью нивелиров. Они широко применяются при выполнении отделочных работ (при укладке плитки и других напольных материалов), а также для снятия отметок о зданиях с уровня земли. Благодаря чему формируется точная разметка для будущего сооружения, правильное направление стен.
Классические устройства оснащаются шкалой и окуляром, в новых моделях есть даже лазерные лучи. Используются эти приборы только со штативом, без него трудно удержать инструмент в руках неподвижно, и точность будет невысокой.
Заключение
Теперь вы знаете, какими инструментами пользуются для измерения расстояний. На самом деле, если включить фантазию, подобные устройства можно придумать самостоятельно. К примеру, можно сбросить с крыши дома обычный камень и посчитать, за сколько секунд он достигнет земли. Зная время, а также уравнение свободного падения, мы сможем легко определить расстояние, которое преодолел камень. И никаких инструментов для этого не нужно (разве что секундомер). Впрочем, подобный принцип применяется в длинномерах, только там вместо камня – свет.
Расстояние между городами по автодорогам России
Когда люди проходят мимо геодезистов, работающих на улицах, стройках, на садовых участках, многие задаются вопросом- а что это за «тренога» такая, куда посмотреть в прибор, а что я там увижу? Как называется этот прибор, и зачем он здесь стоит? Часто-это праздное любопытство. Иногда просто пытаются вникнуть и понять, как это действует и что меряет. Некоторые просто работают в смежных отраслях и хотят расширить свой кругозор.
Существуют очень сложные системы и сверхточные приборы, которые редко используются, и в обычной жизни инженера Вы с ними не встретитесь. Попробуем вкратце рассказать про приборы, которые, в основном, используют геодезисты в прикладной геодезии. Про те штативы и «палочки», с которыми ходят геодезисты.
Небольшой исторический очерк
Известный российский профессор-геодезист, который жил и работал на рубеже XIX и XX столетий, генерал-лейтенант Василий Васильевич Витковский свою специальность называл одной из самых полезных областей знания. По его мнению, изучать форму и поверхность Земли человечеству необходимо настолько же, насколько каждому из нас — в подробностях узнать собственный дом.
Неудивительно, что геодезия всё время развивается и уже давно нацелилась не только на нашу отдельную планету, а и на всю Солнечную систему и даже галактику в перспективе. Вместе с развитием цивилизации эта наука очень усложнилась, разделилась на несколько дисциплин — и, естественно, начала ставить перед собой и решать всё более сложные задачи. Причём как теоретические по причине роста количества и масштабов исследований, так и практические — из-за увеличения числа уникальных инженерных конструкций и сооружений. Это не могло не привести, с одной стороны к повышению требований к точности измерений, а с другой — к усложнению оборудования. Особенно сильно это стало заметно в последние 10-20 лет в связи со стремительным развитием электроники и началом широкого применения лазеров.
Подробнее про зарождение геодезии, как науки, можно узнать в специальной статье, посвященной этой познавательной теме.
Тахеометр
Понятное дело, измерять углы, длины и высоты разными приборами — не слишком удобно и довольно долго к тому же. Поэтому для тех случаев, когда нужно проводить несколько типов измерений, существуют приборы комбинированные, такие как тахеометр. Это наиболее современный электронно-оптический прибор, который позволяет измерять любые длины, разницы высот и горизонтальные углы.
В большинстве случаев этого прибора достаточно для фиксации всех необходимых измерений на объекте, при условии, что точность прибора соответствует виду работ. Именно подобные приборы, в большинстве своем, Вы можете видеть на стройплощадках, на участках соседей и вдоль дорог нашей страны. Тахеометры на данном этапе развития технологий являются наиболее востребованными и универсальными приборами для проведения геодезических измерений. Топографические съемки, межевание и разбивка осей , например без тахеометра невозможна.
Чем измерить расстояние на местности. Приборы для измерения длин линий
Одним из основных видов измерений в геодезическом производстве считаются линейные измерения. Измеряют в пространстве и на плоскости, на физической поверхности и в ее недрах. Меряют всевозможные линейные размеры:
- длины и ширины предметов и конструкций;
- глубины и высоты подземных и наземных сооружений;
- пролеты внутри объектов и сечения горных выработок;
- межосевые размеры и отклонения от них;
- всевозможные геометрические параметры.
Нивелир
Во многих случаях нет необходимости в более громоздких и намного более дорогих и сложных в использовании тахеометрах. В строительстве зданий, дорог и других сооружений после планового определения местоположения объекта нужно лишь контролировать высоту, уровень и вертикальность поверхностей. С этими функциями легко справляется нивелир. Его основная задача — измерять превышения между объектами. Бывают нивелиры электронные, оптические, лазерные, с автоустановкой и прочие. Во многих случаях нивелиры использовать удобнее и целесообразнее —например, при наблюдении за осадками зданий и сооружений используются высокоточные нивелиры с автоустановкой, нежели тахеометры- опять же из-за дороговизны последних. Подводя некую черту по использованию нивелиров, можно сказать, что чаще всего они используются непосредственно в процессе строительства из- за простоты использования и относительной дешевизны.
Приборы для измерения превышений
К таким приборам относятся оптич. нивелиры с уровнем и самоустанавливающейся визирной линией, электронные нивелиры, бадометрич. нивелиры, гидростатич. и гидродинамич. нивелиры, микронивелиры и др. Сконструированы лазерные нивелиры, в которых визирная линия задаётся пучком лазерного излучения, и нивелиры типа «лазерная плоскость» с автоматич. развёрткой луча в горизонтальной или вертикальной плоскости. В сочетании с электронными датчиками на рейках или др. визирных устройствах эти приборы обеспечивают высокую эффективность геодезич. измерений.
Гидростатич. нивелиры стационарного и переносного типов используются при наблюдении за положением технологич. оборудования и строительных конструкций в период наладки и эксплуатации сооружений. Выпускаются электронные (цифровые) нивелиры с кодовыми рейками, позволяющие свести к минимуму субъективные погрешности наблюдателя, накапливать результаты полевых измерений в памяти прибора и передавать их в компьютер.
GPS оборудование
GPS модули или приемники сопутствуют нам в повседневной жизни в наших телефонах, навигаторах, планшетах и т.д. Они призваны помочь нам сориентироваться на местности и не потеряться в городских джунглях. Однако они имеют мало общего с геодезическим GPS оборудованием.
Геодезистам эти приборы нужны не для ориентирования на местности, а для точного определения местоположения «тарелки» (обычно такой формы придерживаются производители GPS приемников). Погрешность обычно составляет 0,5-2 сантиметра относительно ближайшего пункта Государственной Геодезической Сети (ГГС). В то время, как обычные навигаторы дают ошибку местоположения около 10-20 метров, что в работе геодезиста недопустимо. Но есть множество факторов, которые весьма часто негативно влияют на величину погрешности геодезических измерений при помощи GPS оборудования. Поэтому недостаточно просто приобрести дорогостоящую «тарелку», и начать определять местоположение соседних заборов, например, как обычным навигатором. Без должной калибровки и последующей обработки измерений ничего не выйдет.
В общем, если увидите геодезиста с «тарелкой» на вешке, знайте- он определяет точное местоположение точки, над которой стоит приемник. В последнее время вынос границ участка на местность производится практически только GPS методом. Это гораздо быстрее и удобнее.
ARPlan 3D: линейка, рулетка, план этажа
Если ваш мобильный телефон совместим с ARCore, и вы хотите воспользоваться этим, ARPlan 3D — это еще одно приложение, с помощью которого вы можете сделать это, если хотите измерять расстояния, как в ранее описанном приложении. И это В этом приложении есть рулетка, с помощью которой вы можете рассчитывать расстояния в различных единицах, таких как см или метры. Он также позволяет вам узнать больше информации о месте, такой как высота, периметр и площадь, с помощью простого в использовании интерфейса.
Для измерения замкнутых пространств, таких как дом или квартира, ARPlan 3D — один из лучших вариантов для Android. Вы можете рассчитать расстояния и размеры окон, дверей, стен и т. Д. Он также позволяет вам планировать планы благодаря всем функциям и инструментам, с которыми он поставляется.
Приборы для измерения длин линий
Одним из основных видов измерений в геодезическом производстве считаются линейные измерения. Измеряют в пространстве и на плоскости, на физической поверхности и в ее недрах. Меряют всевозможные линейные размеры:
- длины и ширины предметов и конструкций;
- глубины и высоты подземных и наземных сооружений;
- пролеты внутри объектов и сечения горных выработок;
- межосевые размеры и отклонения от них;
- всевозможные геометрические параметры.
Также замеряют расстояния:
- между известными и неизвестными точками;
- конкретной точкой и плоскостью;
- двумя плоскостями;
- линией и плоскостью;
- разными линиями.
В геодезической области линейные измерения осуществляют при выполнении:
- измерения высоты инструмента на точке стояния прибора;
- определения горизонтальных проложений и длин линий между геодезическими пунктами и измеряемыми предметами;
- построения и сгущения геодезических сетей опорного и съемочного обоснований;
- подготовки исходных данных во всевозможных геодезических разбивочных работах в строительстве;
- и выверке монтажного и технологического оборудования;
- геодезического контроля и исполнительных съемок;
- всех видов геодезических съемок и других работ, связанных с геометрией пространства.
Способы и приборы в геодезических измерениях расстояний
Все линейные измерения в геодезии исполняют двумя способами:
- прямым методом, заключающимся в непосредственном определении (снятии отсчетов) измеряемого размера или расстояния;
- косвенным методом, представляющим нахождение измеряемой величины через функциональные зависимости по формулам.
Небольшие расстояния измеряют металлическими рулетками и лентами разной длины, лазерными и оптическими дальномерами.
Расстояния значительной длины измеряют с использованием современных приборов таких, как радиодальномеры, электронные тахеометры, лазерные свето-дальномеры, способные измерять километровые расстояния.
Мерные ленты и рулетки
Для выполнения линейных измерений, так же как и для угловых, нормативными документами для различного вида съемок или работ предусматриваются определенные требования. Этими требованиями всегда являются измеряемая точность приборов и относительные погрешности измерений. В зависимости от них и выбираются инструменты по измерению длин линий.
Мерные ленты и рулетки применяются при непосредственном измерении расстояний. Рулетки бывают разной длины (3, 5, 10, 30, 50 метров) и изготовлены из разных материалов:
- тесьмяные;
- углеродистой стали;
- нержавеющей стали;
- фиберглассовые;
- стальные с нейлоновым покрытием.
Тесьмяные рулетки используют для мало точных измерений для замеров объемов выполненных работ рулеточными замерами подземных коммуникаций, проведения открытых и подземных горных выработок, их сечений. Такая рулетка состоит из измерительной тканевой ленты с пропиткой и вплетенными в нее металлическими нитями. Она изготавливается в пластмассовом корпусе с намотанной на ось лентой.
Рулетки металлические, с нержавеющей стали или стальными каркасами с полимерным покрытием применяют при непосредственных измерениях расстояний. Они при профессиональном использовании должны быть прокомпарированны, то есть сравнимы с официальным эталоном определенной длины компаратором. После прохождения этой поверки по каждой рулетке составляется паспорт, в котором указываются истинные значения отрезков и длины рулетки, а так же поправок, подлежащих обязательному введению в результаты измерений длин. Согласно, государственных стандартов отклонение при взятии отсчетов в стальных рулетках должно быть не более 2 мм и точность в измерениях ими имеет относительную погрешность в пределах от одной двухтысячной (1/2000) до одной десяти тысячной (1/10000) от соответствующих значений длины. В комплекте с рулетками при измерительном процессе используют специальные приборы — пружинные динамометры. Они позволяют каждый раз производить снятие отсчетов по шкале рулетки при одинаковом ее натяжении, равном усилию порядка десяти килограмм.
Мерные ленты в настоящее время на практике используются, наверное, очень редко. Они бывают со шкалами на концах ленты и без них, и имеют маркировку ЛШЗ (лента шкаловая землемерная), и ЛЗ (лента земельная). В их комплект входят:
- собственно сама лента, намотанная на стальное кольцо и с ручками по краям, длина лент бывает различная, 20, 24 и 50 метров;
- и наборы по шесть или одиннадцать штук шпилек, представляющие собой металлические стержни (длиной 300-400 мм, диаметром 5-6 мм) с загнутым с одной стороны кольцом диаметром 70-80 мм.
Базисный прибор и длиномеры
Для некоторых высокоточных линейных измерений применяли приборы, состоящие не из металлической полосы или ленты, а из проволоки специального металлического сплава. К таким приборам, безусловно, относится так называемый базисный прибор. Ранее, в геодезическом и маркшейдерском производстве использовались также автоматические проволочные длиномеры. Каждый из них использовался для конкретных видов работ.
Базисный прибор применяется для определения длин «жестких» сторон триангуляции, полигонометрии всех классов (от первого до четвертого) и в сетях сгущения, так называемых базисов. В его комплект входят:
- двадцати четырех метровые отрезки инварной проволоки, в количестве от трех до восьми штук, в зависимости от марки прибора (БП-1, БП-2, БП-3);
- два блока с грузами, в виде десяти килограммовых гирь, через которые подвешивается и натягивается мерная проволока;
- штативы с целью фиксации инварной проволоки в измеряемом створе;
- трегеры с оптическими центрирами, теодолиты, нивелиры, термометры и другое вспомогательное оборудование.
В маркшейдерской практике для измерения глубины вертикальных шахтных стволов применялись автоматические длиномеры ДА-2, состоящие:
- из единого корпуса, со встроенной лебедкой, через которую опускается в шахтный ствол мерная проволока;
- и мерного диска со счетчиком оборотов и шкалой на реборде.
В поверхностной полигонометрии использовались автоматические длиномеры марки АД-1м. В их состав входили: проволока, проходящая через длиномер с мерным диском, со считываемым устройством, направляющими роликами и тормозным механизмом.
Оптический дальномер
Применению оптического способа определения расстояний между прибором и точками измерений способствовали конструктивные особенности оптических теодолитов и тахеометров. Известный всем геодезистам и маркшейдерам способ определения расстояния нитяным дальномером с постоянным параллактическим углом основан на тригонометрической зависимости:
где b – измеряемый переменный базис (длина);
φ — постоянный параллактический угол;
L – измеряемая длина.
Технически механизм этого метода выглядит в снятии отсчетов по дальномерным нитям сетки нитей, наблюдаемым в поле зрения зрительной трубы, с соответствующей шкалы на поверхности нивелирных реек. Относительная ошибка измерений линий таким способом составляет в районе одной четырехсотой (1/400) длины. Его используют при выполнении, как одиночных определений расстояния, так и при популярной тахеометрической съемке.
Электронные тахеометры, свето-дальномеры и лазерные рулетки
В основе измерения расстояний профессиональными лазерными рулетками, свето-дальномерами, которые применяются и в современных конструкциях электронных тахеометров, заложены три принципа:
- импульсный;
- фазовый;
- комбинированный (импульсно-фазовый).
Импульсный метод состоит в определении измеряемой длины через нахождение времени прохождения сигналов инфракрасного лазерного излучения от источника импульса до объекта и обратно. В фазовом методе длины сторон измеряются через определение разности фаз переданного и получаемого сигналов. Оба этих принципа дают достаточно высокую точность на разных расстояниях от приборов.
В современных тахеометрах используется также комбинированный метод, заключающийся в фазовом способе определения временного промежутка при импульсном излучении сигнала. Нахождения расстояний с их помощью может осуществляться в трех режимах:
- безотражательном;
- на светоотражательную пленку;
- на стандартные призмы.
Для безотражательного способа нахождения длин (горизонтальных проложений) и с применением светоотражательных пленок для расстояний от 0,3 м до 500 м электронные тахеометры дают паспортную точность ± 2-3 мм. При наведении на отражательные конструкции призм на расстояния до пяти километров точность определения увеличивается дополнительно до 2ppm на каждый дополнительный километр измерений.
Лазерные рулетки с такой высокой точностью позволяют очень разнообразно использовать их в строительных и отделочных работах, с учетом наличия в них дополнительных опций по определению площадей, объемов и других.
Радиодальномеры
Радиодальномеры, которые применяются в геодезии, имеют практически одну принципиальную схему. Отличаются они между собой только конструкцией исполнения. В них используется принцип приема передачи ультракоротких волн на разных частотах от геодезического прибора на одной несущей частоте до приемо-передатчика и в обратном направлении на другой измерительной частоте. Расстояние между прибором и приемочной станцией определяется по разностям фаз, измеряемых на нескольких различных фиксированных частотах. Достоинствами такого способа измерений считаются значительная дальность применения и возможность работы при любой непогоде независимо от видимости. К недостаткам можно отнести громоздкость и тяжесть измеряемого оборудования и сравнительно большая и постоянная составляющая погрешности измерений (20-30 мм).
Мерные приборы для непосредственного измерения расстояний
Дальномеры — приспособления, используемые для замеров расстояния во всевозможных отраслях человеческой деятельности. Это довольно большая группа устройств, различных по конструкции и принципу действия. Благодаря достижениям лазерной и цифровой техники лазерные измерители расстояния стали самыми популярными инструментами из-за своей точности, компактности и сравнительно невысокой стоимости.
История и эволюция дальномеров
До появления электронных устройств для определения дистанции использовались оптические приспособления для измерения расстояния. Наблюдательные и геодезические приборы оснащались угловыми шкалами, что позволяло применять методы косвенного расчёта дистанции до предметов.
Существовали и более сложные оптические инструменты для измерений. Это были в основном приборы, основанные на явлении параллакса. Подобными системами оснащены были фотокамеры прошлого века. С точки зрения точности, все эти оптические приспособления обладали большим разбегом погрешности показаний как в зависимости от дальности замера, так и от навыков пользователей.
Теоретическая база для создания активных дальномерных приспособлений, в основе которых заложен принцип посылания сигнала в направлении объекта с последующим анализом возвращённого отражения, были готова ещё в начале XX века. Толчком к практической реализации этого принципа послужила Вторая мировая война — армии мира нуждались в мгновенном измерении расстояний до целей. Так появились и бурно эволюционировали промышленные образцы радаров и эхолотов. Эти устройства, использовавшие в качестве сигнала радиоволны или ультразвук, были довольно громоздкими и неприспособленными для личного пользования.
Приборы на основе лазера
Качественным рывком в эволюции приборов для измерения длины стало появление источников электромагнитного излучения оптического диапазона. Во второй половине XX века были созданы первые действующие образцы квантовых генераторов, и с тех поры лазеры продолжали совершенствоваться. Приборы для измерения длины на их основе не стали исключением — в авангарде снова оказались военные. Первые лазерные дальномеры устанавливались на танках, использовались для целенаведения ракет, а также применялись в освоении космоса.
Совершенствование электроники и появление цифровых методов вычисления привело к созданию компактных электронных метров для измерения длины как ультразвуковых, так и лазерных. Первый в мире ручной лазерный прибор произвела компания Leica в 1993 году.
Другие геодезические инструменты
Расширение объёмов работ в прикладной геодезии привело к созданию ряда специализир. приборов. Так, для геодезич. обеспечения строительства и эксплуатации инж. сооружений разработаны приборы вертикального проектирования точек с одного горизонта на другой, используемые при многоэтажном строительстве и монтаже технологич. оборудования.
Двухчастотный приёмник GPS.
Принцип действия створных приборов (алиниометров) и приборов для контроля прямолинейности и соосности основан на законе прямолинейного распространения света. Референтной прямой является визирная ось зрительной трубы, ось симметрии лазерного пучка света или вертикальная плоскость, в которой располагается ось натянутой струны.
Альтернативный подход к выполнению геодезических измерений состоит в использовании пространственных методов измерений с применением в качестве опорных точек мгновенных положений искусственных спутников Земли. Измерительные комплексы, базирующиеся на этих принципах, называют спутниковыми системами позиционирования (GPS и др.).
Принципы измерения
Существует два типа лазерных дальномеров. Принцип работы первых основан на замере времени, затраченного коротким импульсом света на отражение и возвращение его к прибору. Для работы таких устройств (их называют импульсными) требуются очень точные датчики, излучатели и способы обработки полученной информации. Прежде всего из-за того, что скорость света высока и промежутки времени, за которое он успевает пройти измеряемое расстояние, ничтожно малы. Использование нескольких коротких импульсов уменьшает погрешность замера. К особенностям приборов, работающих на этом принципе, относят:
- способность измерять большие расстояния до предметов: от километража до космических величин;
- невысокая точность замеров на малых дистанциях;
- ограниченное применение в гражданских целях;
- высокая стоимость.
Геометрические глазомерные способы измерения расстояний
Выше шла речь о профессиональных способах замера расстояний. А что делать, когда под рукой отсутствует специальный измеритель расстояния? Тут на помощь приходит геометрия. Например, если необходимо измерить ширину водной преграды, то можно построить на ее берегу два равносторонних прямоугольных треугольника, как это изображено на схеме.
В данном случае ширина реки AF будет равна DE-BF Углы можно выверить с помощью компаса, квадратного листочка бумаги и даже с помощью одинаковых скрещенных веточек. Здесь проблем возникнуть не должно.
Еще можно измерить расстояние до цели через преграду, использовав также геометрический метод прямой засечки, построив прямоугольный треугольник с вершиной на цели и разделив его на два разносторонних. Есть способ определения ширины преграды с помощью простой травинки или нитки, или способ с помощью выставленного большого пальца…
Стоит рассмотреть этот способ подробнее, так как он является самым простым. На противоположной стороне преграды выбирается приметный предмет (обязательно нужно знать приблизительную его высоту), один глаз закрывается и на выбранный предмет наводится поднятый большой палец вытянутой руки. Потом, не убирая палец, закрывают открытый глаз и открывают закрытый. Палец получается по отношению к выбранному предмету сдвинут в сторону. Исходя из предполагаемой высоты предмета, приблизительно представляется на сколько метров визуально переместился палец. Это расстояние умножается на десять и в результате получается приблизительная ширина преграды. В данном случае сам человек выступает как стереофотограмметрический измеритель расстояния.
Геометрических способов измерения расстояния немало. Что бы о каждом рассказать подробно, понадобится немало времени. Но все они приблизительны и годятся только для условий, когда точное измерение с помощью приборов является невозможным.
Световые в сравнении с ультразвуковыми
Ультразвуковые дальномеры работают на том же принципе, что и импульсные электромагнитные. Только блок приёма-передачи у них содержит не лазер и фотоприемник, а громкоговоритель и микрофон. И излучает он не световой поток, а звуковую волну. Электронно-цифровой модуль измеряет время, прошедшее от отправки ультразвукового импульса до возвращённого эха, и вычисляет расстояние до помехи на пути сигнала.
Расстояние между городами России
| Москва |
| Волгоград |
| Екатеринбург |
| Казань |
| Нижний Новгород |
| Новосибирск |
| Омск |
| Ростов-на-Дону |
| Самара |
| Санкт-Петербург |
| Уфа |
| Челябинск |
| Абакан |
| Архангельск |
| Астрахань |
| Барнаул |
| Белгород |
| Биробиджан |
| Благовещенск |
| Брянск |
| Великий Новгород |
| Владивосток |
| Владикавказ |
| Владимир |
| Волжский |
| Вологда |
| Воронеж |
| Горно-Алтайск |
| Грозный |
| Иваново |
| Ижевск |
| Иркутск |
| Йошкар-Ола |
| Калининград |
| Калуга |
| Кемерово |
| Киров |
| Кострома |
| Краснодар |
| Красноярск |
| Курган |
| Курск |
| Кызыл |
| Липецк |
| Магадан |
| Магас |
| Магнитогорск |
| Махачкала |
| Мурманск |
| Набережные Челны |
| Нальчик |
| Нижний Тагил |
| Новокузнецк |
| Орел |
| Оренбург |
| Пенза |
| Пермь |
| Петрозаводск |
| Псков |
| Рязань |
| Саранск |
| Саратов |
| Смоленск |
| Сочи |
| Ставрополь |
| Стерлитамак |
| Сургут |
| Сыктывкар |
| Тамбов |
| Тверь |
| Тольятти |
| Томск |
| Тула |
| Тюмень |
| Улан-Удэ |
| Ульяновск |
| Хабаровск |
| Ханты-Мансийск |
| Чебоксары |
| Череповец |
| Черкесск |
| Чита |
| Элиста |
| Южно-Сахалинск |
| Якутск |
| Ярославль |
Виды и типы лазерных измерителей
Разнообразие сфер применения световых дальномеров чрезвычайно широко — от астрономических измерений до бытовых нужд. Разумеется, их конструкции очень отличаются друг от друга в зависимости от того, какие задачи они предназначены выполнять. Об устройствах, которыми оснащаются искусственные спутники земли, и о типах современного военного оборудования по понятным причинам открытые источники информируют скупо. Гражданского же назначения приборы можно разделить на следующие группы:
- прицелы для охотничьего оружия;
- устройства наблюдения;
- устройства для игры в гольф;
- геодезические приборы;
- специализированные для лесного хозяйства;
- лазерные рулетки.
Лазерные рулетки
Даже модели начального уровня чрезвычайно компактны, позволяют делать мгновенные измерения, очень точны и оснащены дополнительными функциями, помогающими легко рассчитать площадь и объём. В основном недорогие приборы предназначены для работы в помещениях и приспособлены для измерения расстояний до 20 м. В большинстве случаев их возможностей достаточно для личного пользования.
Устройства для профессионального назначения предполагают работу на открытом пространстве и производятся в пыле и влагозащищенном исполнении. При использовании специальных светоотражающих мишеней их дальность действия может достигать 250 м. Более сложные приборы оснащены датчиками наклона, Bleutooth соединением, большой памятью для сохранения полученных данных, внушительным набором программ для косвенных измерений, функцией серийного замера и другими опциями.
Оптический измеритель расстояния
Такие замеры расстояний с точностью до миллиметра в обычной практике необходимы нечасто. Ведь ни туристы, ни военные разведчики не будут носить с собой габаритные и тяжелые предметы. В основном их используют при проведении профессиональных геодезических и строительных работ. Часто используют при этом такой прибор для измерения расстояния, как оптический дальномер. Он может быть как с постоянным, так и с переменным параллактическим углом и представлять собой насадку к обычному теодолиту.
Измерения производятся по вертикальным и горизонтальным измерительным рейкам, имеющим специальный установочный уровень. Точность измерений такого дальномера достаточно высока, и погрешность может достигать значения 1:2000. Дальность же измерения небольшая и составляет всего лишь от 20 и до 200-300 метров.
Дальномер. Виды и работа. Применение и как выбрать. Особенности
Дальномер – это прибор, предназначенный для определения расстояния между наблюдателем и удаленным объектом без необходимости приближаться к нему. Он широко используется в геодезии, а также в строительстве, топографии и прочих сферах. Также дальномерами пользуются военные для корректировки огня со снайперского оружия и минометных установок.
Кому пригодится дальномер, и его преимущества над измерительной рулеткой
Применение дальномеров имеет массу преимуществ над традиционными измерительными линейками и рулетками, поскольку дает возможность получить точные данные о расстоянии к объекту за считанные секунды. При этом оператор использующий прибор может находиться на одном месте. Это намного удобней и быстрее. При этом получаются точные показатели с минимальной погрешностью. К примеру, если измерять расстояние между двумя объектами на ландшафте, то при применении обыкновенной измерительной рулетки может возникнуть большая погрешность в связи с наличием на траектории движения неровностей и углублений. Дальномеры проводят измерения по идеально прямой линии, сводя на нет факторы, влияющие на точность.
Применение подобного оборудования в быту неоправданно. Его могут использовать строители, но только те, которые занимаются возведением зданий, а не внутренней отделкой. Стоимость подобного инструмента, а также затраты времени на его выставление, делают его применение для монтажной разметки на стенах неактуальным. В том же случае если необходимо обозначить границы для заливки фундамента или рытья большого котлована для крупных зданий, тогда естественно дальномер будет намного удобнее, чем рулетка.
Также дальномеры часто используют фотографы, которые предпочитают снимать пейзажи. Интересует это оборудование и астрономов, геодезистов, военных и мореплавателей. Это сугубо профессиональный инструмент, который не стоит покупать любителю, планирующему его использование от случая к случаю.
Виды дальномеров по принципу работы
По принципу работы существующие конструкции дальномеров разделяют на две категории:
- Активные.
- Пассивные.
Активные наводятся объективом на точку, к которой необходимо измерить расстояние, после чего отправляют на нее световой или звуковой сигнал. Достигнув поверхности предмета, тот отражается и возвращается обратно. Чувствительный элемент прибора улавливает волну и рассчитывает расстояние к объекту на основе времени, которое ушло на ее передвижение.
Активные дальномеры бывают следующих видов:
- Звуковые.
- Световые.
- Лазерные.
Что касается пассивных, то они не посылают никаких сигналов. Определение расстояния осуществляется по совершенно другому принципу. Такие инструменты работают по законам геометрии. С помощью пассивных приборов осуществляется вычисление построенного равнобедренного треугольника, по параметрам которого можно высчитать расстояние.
Пассивные дальномеры бывают:
- Оптические.
- Нитевые.
Ультразвуковой дальномер
Является самым неточным устройством, работающим по активному принципу. Это оборудование имеет схожий метод с тем, что используют для ориентирования дельфины или летучие мыши. Прибор создает звуковую волну, направленную вперед на объект, к которому нужно померить расстояние. При достижении импульсом преграды создается эхо, которое отбивается и попадает на чувствительную часть ультразвукового устройства.
Такие приборы используют звук с высокой частотой около 40 Кгц. Он неуловимый уху человека, поэтому применение подобного дальномера не вызывает никакого дискомфорта. Это сравнительно недорогие устройства, но чтобы ими воспользоваться, необходимо правильно направить импульс, на что уходит время. Конечно, рулеткой мерить намного дольше, но лазерные инструменты более совершенные, чем ультразвуковые.
Лазерный дальномер
Один из самых востребованных. Он направляет на объект пучок света, который отбивается и возвращается на чувствительный сенсор устройства. По тому времени, которое уходит на движение пучка света туда и обратно прибор автоматически рассчитывает дистанцию. Таким образом, оператор просто считывает готовые цифровые данные с дисплея.
Такие устройства могут комплектоваться лазером различной мощности. Дальность измерения зависит именно от яркости излучателя. В продаже можно встретить строительные дальномеры с диапазоном действия от 20 до 50 м. Также бывают более мощные устройства, которыми пользуются геодезисты. Лазерные приборы очень надежные, а главное могут ремонтироваться. Практически любая деталь, которая вышла из строя, может быть заменена в сервисном центре.
Лазерные дальномеры являются электронным устройством, которое нуждается в источнике питания. В качестве него может выступать встроенная аккумуляторная батарея или обыкновенные пальчиковые батарейки. В плане экономии лучшее устройство на аккумуляторе, которое можно заряжать от электросети. Себестоимость обеспечения его работы намного ниже, чем при периодической покупке батареек для смены.
Важным преимуществом, которым обладает лазерный дальномер, является возможность измерения расстояния к определенной точке. Инструменты прочих типов такой функции не имеют. Пучок лазерного луча очень тонкий, поэтому он доходит до требуемого участка объекта и отбивается от него обратно. Если поверхность является рельефной, к примеру отвесная скала, то только такое устройство даст возможность получить точные данные.
При использовании лазерного дальномера для измерения расстояния от очень удаленных объектом в несколько сотен метров устройство должно закрепляться на штативе. Дело в том, что дрожание рук при столь значительной дистанции не позволит оборудованию уловить отраженный сигнал, а также изначально направить его прямо в цель. Если же прибор будет закреплен неподвижно, то это позволит избежать подобных факторов влияющих на погрешность.
Точность измерения лазерным дальномером во многом зависит от условий, в которых осуществляется работа. Под открытым небом при хорошем солнечном освещении устройство теряет свою чувствительность, особенно если приходится действовать на большие дистанции. Также оно плохо работает в туман, но эта проблема присуща всем типам дальномеров, поскольку для них нужна прямая видимость.
Оптический дальномер
Работает по пассивному принципу. Такие устройства часто используют геодезисты, поскольку инструмент поддерживает измерения на дальние расстояния. При необходимости осуществлять топографические работы лучше выбрать оборудование этого типа. Такие приборы работают по всем известной теореме Пифагора, которая является одной из самых главных в геометрии.
Подобные инструменты не имеют датчика, который автоматически определяет расстояние. Смотря в окуляр оптического дальномера нужно визуально зафиксировать данные специальной шкалы, поэтому получение погрешности является неизбежной.
Хотя оптические дальномеры и весьма удачный вариант для дальних измерений, но если нужно померить дистанцию до отвесного объекта с рельефной поверхностью, к примеру отвесной скальной стены, то при взгляде через зрительную трубку данная поверхность будет выглядеть обычной плоскостью. В результате полученные параметры дистанции будут иметь значительную погрешность и показания расстояния в целом, а не к определенной точке отсчета.
Оптические дальномеры бывают монокулярными и стереоскопическими. Их принцип работы немного отличается, поскольку первые позволяют вычислять расстояние используя геометрические формулы для прямоугольного треугольника, а вторые для равнобедренного. Монокуляр стоит дешевле, чем дальномер с двумя зрительными трубками. Кроме этого он менее удобен, поскольку вызывает утомление оператора. Смотреть через стереоскопические дальномеры комфортнее, а кроме этого они способны определить расстояние до движущегося объекта.
Нитевый дальномер
Работает схожим принципом с оптическим. Для осуществления измерения применяются геометрические вычисления. Устройство применяется со специальной рейкой с нанесенной на нее шкалой делением в 2 см. Она переносится к той точке, до которой необходимо измерить расстояние. Планка устанавливается горизонтально. Она укапывается в грунт или поддерживается специальными подставками. В крайнем случае ее может удерживать напарник руками. После того как рейка установлена необходимо вернуться к точке от которой нужно провести измерение и посмотреть на шкалу планки через объектив устройства. Его зрительная труба имеет установленные тонкие горизонтальные нити. Просматривая через глазки дальномера нужно подсчитать, сколько делений на шкале планки помещается между двумя линиями. После получения данных остается провести расчет по специальной табличке или формуле, в зависимости от желания.
Такое оборудование является довольно точным, но весьма неудобным. Дело в том, что при его применении в любом случае придется отправиться к объекту, к которому нужно померить дистанцию, чтобы установить рейку со шкалой. После необходимо будет вернуться к устройству и посмотреть через зрительную трубку. Если речь идет о расстояниях в несколько сотен метров, то подобные переходы заберут много времени и сил. В связи с этим специалисты, которые пользуются подобными дальномерами, обычно действуют с напарником. Оборудование других типов позволяет работать одному.
