Основное назначение строительных дальномеров - определение расстояния до объектов и измерение габаритов больших объектов. Чтобы выбрать подходящую модель, нужно учитывать специфику измерений.
Лазерный дальномер (его также называют лазерной рулеткой) представляет собой компактный прибор с дисплеем и кнопочной панелью. Внутри установлен излучатель, который посылает лазерный луч. Луч направляется на объект, до которого определяют расстояние, на его поверхности появляется точка-маркер. Отраженный луч позволяет прибору считать показатели. Значение полученных измерений выводится на дисплей. С лазерным прибором лучше всего работать в пасмурную погоду или в помещении с неярким освещением - так луч будет хорошо виден. Лазерные дальномеры используются, когда важна высокая точность измерений, так как удается направить точку-маркер именно в то место, до которого требуется определить расстояние. Излучение имеет красный цвет и безопасно для глаз человека, поэтому не требует особой защиты.
Ультразвуковой дальномер похож на лазерный, но вместо видимого луча он посылает короткие ультразвуковые волны. Главным отличием от лазерной рулетки является возможность проводить работы при любом освещении - яркий свет тут не является помехой. Однако прибор не отличается высокой точностью измерений, так как ультразвуковая волна, в отличие от лазерного луча, рассеивается в пространстве, и ее трудно направить в конкретную точку. Использовать ультразвуковые дальномеры можно при определенных условиях: когда на пути к объекту нет препятствий, которые могут поймать ультразвуковую волну до ее попадания к месту измерения. Чем дальше движется волна, тем больше она расходится в стороны. Поэтому важно, чтобы объект был достаточно широким. Чаще всего такие приборы выбирают для бытового применения или частные ремонтные бригады, а главным аргументом при покупке является доступная цена.
В зависимости от условий работы выбирают дальномер с определенным диапазоном. Например, если предстоит ремонт или перепланировка помещения, достаточно дальности измерения 40 – 50 м . Для использования на улице, например, на строительной площадке или в парке, необходим прибор, луч которого достигает 100 м и более . Производитель указывает максимальное значение в идеальных условиях - при пасмурной погоде или в сумерки. На практике оно бывает ниже, особенно в солнечную погоду или во время тумана - тогда приходится работать в специальных очках, чтобы можно было рассмотреть лазер, или использовать отражательную пластину как мишень для прицела. Обычно такая необходимость возникает при дальности измерений от 50 м. Чем больше дальность измерения, тем дороже прибор.
Покупая дальномер для работы на улице, необходимо обратить внимание на класс влагозащиты - корпус должен быть герметичным и иметь класс защиты IP54 или IP65 . Следует учесть также диапазон рабочих температур: если планируется работа в холодное время года, выбирают прибор с нижним температурным пределом в -10-20°С.
Стоит также отметить, что у каждого прибора существует минимальное значение вычисляемого расстояния. Оно может составлять от 0,05 до 0,1 м. Этот параметр имеет особое значение, если планируется измерение в ограниченном пространстве, установка маячков, выполнение разметки под ниши, монтаж встраиваемой мебели и так далее.
Для каждого дальномера указывается допустимый предел погрешности в точности измерения, который может составлять от 1 до 2 мм. Погрешность возрастает с увеличением расстояния либо наоборот на малых дистанциях. Также погрешность увеличивается при наведении лазера на рифленые, бетонные или зеркальные поверхности - точка рассеивается и плохо фиксируется прибором. В этом случае следует воспользоваться отражателем, вместо которого часто вешают на стену лист бумаги.
Точка отсчета - место, от которого прибор начинает измерять расстояние. У любого дальномера предусмотрено две точки : можно выбрать началом отсчета заднюю или переднюю кромку корпуса. Модели с тремя точками имеют откидную скобу, от которой может производиться измерение при установке в углу или труднодоступном месте, куда не поместится весь корпус. У некоторых моделей этот режим измерения активируется автоматически при откидывании скобы. У дальномеров с четырьмя точками отсчета, кроме измерений от скобы, передней и задней кромки корпуса, точкой отсчета служит резьба в месте крепления на штатив. Это профессиональные модели, которые используются инженерами, геодезистами и другими специалистами.
Большинство дальномеров работают на батарейках типа ААА. Есть модели, для которых требуется только одна такая батарейка - на одном заряде можно произвести до 3000 измерений. Приборы с двумя элементами питания работают дольше (до 5000 – 6000 измерений). С литий-ионным аккумулятором , которым комплектуются некоторые модели дальномеров, удается выполнить свыше 20 000 измерений.
Базовая функция всех дальномеров - разовое измерение. Пользователь наводит лазер, нажимает кнопку, на дисплее выводится результат. Для непрерывных измерений предусмотрен режим сканирования. У многих моделей есть режим измерения в метрах, футах и дюймах. Встроенная память сохраняет от 10 до 50 значений в зависимости от модели устройства.
Вычисление площади и объема заметно упрощает расчеты, например, при определении необходимого количества отделочных материалов (обоев, ламината и других) для конкретного помещения и требуется при выполнении замеров под встроенную мебель.
Сложение и вычитание - к полученному числу можно прибавить следующее значение либо вычесть одно из другого, например, при измерении габаритов в помещении с выступами или подсчете общей площади сразу нескольких помещений.
Теорема Пифагора пригодится для косвенного измерения высоты, когда нет возможности сделать это напрямую из-за каких-либо препятствий или архитектурных особенностей объекта, то есть нет выступов для фиксации лазерной точки. В приборе заложен алгоритм, пользователю надо измерить лишь две величины, например, два катета, чтобы получить гипотенузу, либо, измерив гипотенузу и катет, получить второй катет.
Таймер удобен при использовании дальномера на штативе, когда требуется замер на большой дистанции. Чтобы не нажимать кнопку вручную, что может привести к погрешностям, прибор закрепляется стационарно, выставляется время срабатывания, и показатели выводятся без отклонений.
Калькулятор позволит произвести сложение отрезков на стенах сложных форм, например, с уступами. Это избавит от необходимости записывать полученные значения и складывать их, заметно сэкономит время и поможет избежать ошибок.
Определение угла выполняется по трем сторонам треугольника. Функция пригодится при определении отклонений угла от 90°, а также при вычислении угла ската крыши.
Автоматическое отключение поможет сэкономить заряд батареи. Если прибор неактивен некоторое время, он выключается.
Многие дальномеры имеют крепление для штатива , чтобы устройство можно было устойчиво закрепить для более точных измерений. Для инженерных и строительных измерений, требующих высокой точности, необходима модель с пузырьковым уровнем на корпусе. С его помощью удастся максимально ровно установить устройство на штативе. Для работ на улице при измерении больших расстояний лучше выбирать дальномер с визиром. Он имеет встроенный зум, который позволяет рассмотреть объект, находящийся на большой дистанции. Например, если объект расположен в 100 м от места измерений, невооруженным глазом не увидишь, в какое место направлена точка-маркер. С помощью этого приспособления удастся безошибочно определить, до того ли объекта проводятся измерения, не столкнулся ли луч с препятствием. Цифровой зум выводит картинку на дисплей, оптический - позволяет рассмотреть объект через встроенную оптику. Для удобства переноски многие дальномеры поставляются в комплекте с чехлом, который можно крепить на ремне - прибор будет под рукой в нужный момент.
Для профессиональных строительных моделей предусмотрена возможность переноса измерений на фотографии и чертежи. Некоторые дальномеры оснащены модулем Bluetooth для передачи данных на мобильные устройства и компьютеры. Мгновенная передача данных на ПК или мобильный телефон экономит до 80% времени по сравнению с ручным вводом. Кроме того, исключаются ошибки, которые могут возникать при невнимательной записи результатов. Для работы нужно лишь установить программу, которую предлагает производитель.
Справочная статья, основанная на экспертном мнении автора.
Ультразвуковая рулетка измеритель расстояния, объема и температуры CP-3007 - простой и очень удобный прибор для измерения расстояния, объема и температуры, использовав ультразвуковую рулетку вы сможете легко измерить площадь стены, площадь комнаты, окружающую температуру. Для более точного измерения в рулетку встроен лазерный указатель, что позволяет точно измерить нужное расстояние. Прибор имеет высокую точность и скорость измерения.
Ультразвуковая рулетка измеритель расстояния, объема и температуры CP-3007 пригодится в строительстве и ремонте, с помощью вы сможете точно рассчитать площадь и как следствие избежать излишних расходов на стройматериалы.
Рулетка будет полезна тем, кто связан с недвижимостью где необходимо точное измерение площади помещения и его объема.
Ультразвуковой измеритель расстояния не просто удобен он экономит значительное количество времени - представьте сколько бы времени вы потратили на точное измерение всех размеров пусть даже однокомнатной квартиры, наша рулетка считает мгновенно - скорость измерения1 секунда.
Обычные рулетки неудобны в использовании их нужно каждый раз сматывать и разматывать, наш прибор - Ультразвуковая рулетка измеритель расстояния, объема и температуры CP-3007 - всегда готова к работа вы получите результат через 1 секунду после его включения.
Подсветка дисплея облегчит работу в темноте, а встроенный градусник пригодится при ремонтно строительных работах, для контроля температуры в помещении.
Мы сделали все, чтобы цена, на этот уникальный по своим функциональным возможностям прибор, была действительно привлекательной.
Инструкция:
Установите батарею 9 вольт. При включении прибор показывает текущую температуру. Индикатор разряда батареи загорается в случае её разряда. Для экономии разряда батареи прибор отключается автоматически через 30 секунд. Устанавливайте только качественные элементы питания!
Придел измерения (расстояние) 18м
Кнопки управления:
MEASURE (измерение) - кнопка измерения расстояния, направьте прибор перпендикулярно к точке измерения, кратковременно нажмите на кнопку для измерения расстояния, если на экране появляется надпись ERROR (ошибка) повторите измерение расстояния, при необходимости сместите точку изменения расстояния нажатием на кнопку LASER вы можете увидеть точное место до которого прибор проводит измерения расстояния.
LASER - кнопку включает лазерный целеуказатель, до которого рулетка измеряет расстояние. Лазер автоматически отключается через 10 секунд, для экономии батареи. При необходимости повторно нажмите на кнопку.
М1 М2 М3 - кнопки памяти измеренного расстояния. Для занесения в память измеренного расстояния - нажмите на кнопку Measure (измерение) затем нажмите кнопку включения памяти STORE? затем нажмите любую из кнопок памяти М1 М2 или М3, для занесения показаний в память, после чего на экране появится соответствующий индикатор памяти - М1 М2 или М3, теперь показания занесены в память. Извлечение показаний из памяти - (рулетка сохраняет все данные занесенные в память, если батарея не извлечена или разряжена, даже при отключении энергосберегающего режима). Включите прибор, если на экране нет никакой индикации, нажмите кнопку М1 М2 или М3 для извлечения занесенных данных из памяти - на экране отражаются занесенные в память данные. Стирание все данных из памяти - включите рулетку нажмите и удерживайте кнопку ALL MEMORY CLEAR в течение 3-5 секунд, пока на экране индикация М1 М2 или М3 не погаснет - теперь все данные из памяти стерты.
FEET METER - кнопку переключает режим измерения с футов на метры и наобарот.
AREA - кнопка измерения площади, измерьте расстояния и зенесите показания в память, нажмите на кнопку AREA затем на кнопки М1 М2 или М3 показания которых рулетка перемножит и покажет на экране результат измерения.
VOL - кнопка измерения объема - занесите в память кнопок М1 М2 и М3 (длинна, ширина и высота) данные ваших измерений, включите прибор, нажмите на кнопку VOL - прибор автоматически посчитает объем из занесенных в память данных.
В наше время лазерный дальномер («лазерная рулетка») - незаменимый инструмент строителей и отделочников. Основное назначение этого прибора, хотя далеко не единственная способность, - измерение расстояний. Дальномеры применяют как для замеров внутри помещений, так и для работ на открытых объектах. Сегодня речь пойдет о дальномерах компании BOSCH .
Это компактный оптико-электронный прибор для измерения расстояний. Современные модели этих приборов имеют расширенный спектр функций: позволяют вычислять площади, объемы помещений, проводить замеры недоступных объектов (по теореме Пифагора), передавать информацию на ПК и др. При этом большинство дальномеров имеют противоударный, пыле- и влагозащищенный корпус, а потому, подходят для работы в любых условиях.
Принцип действия.
Внешне работа с дальномером выглядит так: человек ставит прибор на ровную поверхность и включает. Прибор настраивается и генерирует лазерный луч красного цвета, направленный в нужную точку. Точка отображается на приемном устройстве. Расстояние от объекта до прибора сразу отображается на дисплее дальномера.
Принцип работы лазерного дальномера следующий: прибор посылает импульсы, которые отражаются от цели. Затем встроенный микропроцессор вычисляет расстояние на основании времени, которое прошло с момента отправки импульса до момента приема его отражения.
Преимущества перед обычной рулеткой:
Принципы выбора.
Выбирая дальномер, в первую очередь определите спектр задач, для которых он вам может понадобиться. Переплачивать за наличие у прибора максимального количества функций совсем не обязательно. Вот основные пункты, согласно которым рекомендуется выбирать этот прибор.
1. Класс (бытовой или профессиональный).
Для несложных отделочных работ в квартире вполне достаточно прибора бытового класса. Если же вы работаете в жестких условиях эксплуатации, со сложными объектами, стоит подумать о приборе профессионального класса. Разумеется, стоимость профессионального дальномера выше, чем бытового. Хотя и бытовые дальномеры могут быть достаточно функциональны и надежны.
2. Дальность измерений.
Самая большая дальность измерений современных моделей дальномеров может составлять до 200 м. Если вы планируете пользоваться прибором только в квартире, или на небольшой стройплощадке (например, при строительстве загородного дома), достаточно приобрести прибор с максимальной дальностью измерения 30–50 м. Если же существует необходимость в измерении больших расстояний и вы приобретаете прибор с максимальной дальностью более 50 м, обратите внимание, есть ли у выбранной модели возможность установки на штатив. При замере больших дистанций штатив вам будет просто необходим.
3. Точность измерений.
Большинство лазерных дальномеров могут обеспечить точность измерений ±1,5–2 мм: этого вполне достаточно для решения широкого круга задач как в бытовом, так и в профессиональном строительстве.
4. Производитель.
Самые лучшие лазерные дальномеры производят компании BOSCH, Stabila, Trimble, Leica и др. Приборы европейских марок, как правило, дороже дальномеров китайских производителей, но китайские менее надежны.
5. Гарантия и сервис.
Любая серьезная фирма предоставляет на свой прибор гарантию и дает возможность сервисного обслуживания. Обычно гарантия составляет от 1 до 2 лет на бытовые дальномеры и от 2 до 3 лет на профессиональные. Покупая дальномер определенной фирмы, узнайте, имеется ли в вашем городе сервисный центр этого производителя.
6. Эргономика, дизайн.
Выбирая лазерную рулетку, подержите ее в руках. Дальномер должен удобно лежать в руке, не выскальзывать и быть не слишком тяжелым. Чем меньше прибор по размеру, тем он удобнее: можно легко положить «рулетку» в карман. Чтобы дальномер не выскальзывал из рук при работе, некоторые производители снабжают его корпус резиновыми насадками.
7. Функциональная насыщенность.
Наличие в дальномере каждой из функций увеличивает его цену. Убедитесь, что вы не переплачиваете за те функции, которые вам не понадобятся.
Дальномер Bosch PLR 30 (бытовой).
Прибор внешне напоминает мобильный телефон и легко помещается в кармане. Благодаря простому и понятному управлению работа с PLR-30 не требует дополнительной подготовки. В PLR 30 есть различные встроенные практичные функции, такие как вычисление площади и объема, непрямое измерение длины, функция «минимум/максимум», функции сложения и вычитания, а также функция памяти. Результаты отображаются на большом жидкокристаллическом дисплее.
Благодаря рукоятке со специальными накладками, препятствующими скольжению, инструмент удобно и надежно лежит в руке. PLR 30 оснащен лазером с дальностью светового луча 650 нМ и соответствует второму классу лазеров (это означает его безопасность). А еще данную модель дальномера можно устанавливать на фотоштатив, что очень удобно.
Bosch DLE 50 - профессиональный прибор с широким спектром функций и высокой точностью измерений. При этом его габариты примерно те же, что у обычного мобильного телефона (100 х 58 х 32), а его масса всего 160 г. Являясь самым маленьким из всех дальномеров, Bosch DLE 50 измеряет с абсолютной точностью и находит себе множество способов применения. Прибор измеряет расстояния в диапазоне от 0,05 до 30 м с погрешностью не более ±1,5 мм (предельное расстояние - 50 м). Стандартное время измерений в зависимости от дальности и условий освещения составляет 0,5–4 с. Выполнив действие, прибор подает акустический сигнал.
 |
Фиксируемый упорный штифт, с помощью которого можно производить замеры из узких и труднодоступных мест, - еще одна отличительная особенность DLE 50.
Также есть режим сканирования, функция минимум-максимум, функция сложения, вычитания и запоминания. Корпус с резиновыми накладками снабжен упорным штифтом для измерения из труднодоступных мест, есть резьба под штатив ¼, резиновые накладки на корпусе. Прибор идеален для отделочников, строителей, архитекторов и экспертов.
 |
Еще более удобен прибор Bosch DLE 150 Connect. Он может выполнять измерения до 150 м с точностью до 2 мм. Дальномер имеет подсвечиваемый дисплей с четкой, понятной индикацией, множество полезных функций и интуитивно понятное управление. Интерфейс Bluetooth позволяет DLE 150 Connect осуществлять беспроводную передачу результатов измерений на КПК или ноутбук. При этом прибор исключает возможность ошибки или потери данных измерений при их передаче. Максимальный радиус передачи данных - 10 м. |
 |
Простота и точность измерений расстояния, площади и объема, а также ряд других величин, вычисляемых с помощью теоремы Пифагора, делают BOSCH DLE 150 идеальным инструментом для отделочников, строителей, архитекторов и экспертов. DLE 150 имеет множество функций, таких как измерение длины, режим сканирования, функция сложения и вычитания. Модель снабжена универсальным наконечником для измерений от угла, плоскости или кромки. Еще одно удобное и полезное свойство - функция непрерывного измерения, позволяющая отображать высоты или расстояния до стены во время работы с инструментом. Функция «Непрерывное измерение» позволяет перемещать прибор по отношению к цели, причем результат будет обновляться каждые 0,5 с. |
Полезные советы.
Несмотря на безопасность инфракрасных лазеров включенный дальномер категорически запрещается направлять на людей - это может привести к травмам сетчатки глаза, особенно на близком расстоянии. Чтобы избежать попадания лазерного луча в глаза, при работе можно использовать специальные защитные очки.
При ярком солнечном свете лазерную точку на расстоянии больше 10 м может быть не видно. Свет солнца затрудняет визуализацию лазерной точки при наведении на цель. Помощь в обнаружении светового пятна от лазера могут оказать специальные очки с красным светофильтром. Однако, такие очки актуальны лишь при измерениях на малых дистанциях. На больших расстояниях рекомендуется пользоваться отражающей пластиной.
Если дальномер планируется использовать вне помещения и этот прибор не содержит встроенного визира, желательно приобрести оптический визир (отражающую пластину) отдельно. Она поможет визуализировать лазерную точку.
Когда дальномер недостаточно жестко установлен на поверхности или измерения проводятся «с руки», точность измерений снижается. Для хорошей фиксации прибора рекомендуется использовать штатив. Эта рекомендация особенно актуальна при измерении больших расстояний.
Дальномер – это устройство, которое предназначено для определения точного расстояния от наблюдателя до конкретного объекта. Прибор просто необходим в инженерной геодезии, строительстве линий передач и путей сообщения, сельском хозяйстве, туризме, навигации, военном деле…
Когда и где появились первые измерители дальности? Впервые в продаже это приспособление вышло в 1992 году на Западе, но его стоимость доходила до нескольких тысяч долларов. И только спустя четыре года эти устройства стали доступны более широкому кругу пользователей. Затем уже многие фирмы стали работать в данном направлении. А сегодня разновидностей этого инструмента довольно много, самые точные используют принцип лазера в работе, известной моделью считается дальномер лейка (Leica), в ассортименте имеются и другие приборы похожего назначения, например, на лазерах.
В чем же заключается принцип действия? Модели активного типа измеряют расстояние при помощи времени, затраченного посланным сигналом на прохождение пути до объекта и обратно . Скорость, с которой данный сигнал распространяется, предварительно, естественно, известна (звуковая и световая скорость). Определение расстояния с помощью пассивных вариантов прибора основано на вычислении высоты равнобедренного треугольника. Активные делят на три типа: звуковые, световые, лазерные. А пассивные на два: оптические и нитяные.
Звуковые модели измеряют расстояние до предметов, которые отражают звуковые волны. Работают по принципу эхолокатора, то есть сначала происходит излучение короткого звукового импульса, который имеет очень высокую частоту. Затем включается микрофон, и происходит отсчет времени, за которое звуковой импульс вернется обратно, отразившись от какого-либо объекта. Когда вернувшийся сигнал достигнет датчика, будет известен результат. Световые типы приспособления для измерения расстояния используют модуляции света по яркости с постоянной или же переменной частотой.
Расстояние высчитывается за счет разности фаз между отраженным и посланным светом. Для этого требуется наличие сложных электронных и электрических устройств в приборе. Именно с помощью световых моделей было установлено точное расстояние от Земли до Луны. Лазерные инструменты включают в себя главные элементы устройства – отражатель и излучатель. При помощи специальных функциональных клавиш можно задать точку отсчета и пользоваться всеми программными возможностями прибора. Также некоторые модели оснащены дополнительными функциями – отражательная панель для проверки, измерение температуры воздуха, выбор системы измерений, настройка автоматического отключения, индикатор батареи.
В процессе работы с лазерным приспособлением не требуется помощь второго человека, как, например, в случае с . Для того чтобы вычислить расстояние до определенного объекта, необходимо навести на него лазерный луч. Устройство измеряет время, за которое луч проходит от него до объекта, а после его отражения возвращается обратно. В результате производятся подсчеты, и данные выводятся на экран. Измерять можно как горизонтальные, так и вертикальные плоскости. С помощью лазерного дальномера можно также измерить объем помещения и его общую площадь.
Кроме того, такое устройство дает уникальную возможность измерить лишь определенный фрагмент стены, а не всю ее полностью. Можно также определить ширину и высоту объекта.
Огромным плюсом является то, что лазерный прибор может вычислить среднее значение нескольких измерений, а точность при этом будет на очень высоком уровне. Также имеется возможность узнать площадь и круглых предметов, а не только прямоугольных или квадратных. Если помещение имеет наклонный потолок, то инструмент определит не только площадь, но и угол наклона, и длину ската. Все измерения можно проводить на расстоянии до 200 метров. В случае, если прибор необходим вам для измерения исключительно только помещений, достаточно будет приобрести устройство, дальность измерений которого не превышает 50 метров. Если вы собираетесь работать с большими расстояниями, то необходимо также воспользоваться штативом и отражающей пластиной, это позволит получить более точные результаты. Но не все модели могут крепиться на штатив, это нужно уточнять у продавца.
Основные характеристики лазерных инструментов зависят не только от конструкции, например, диапазон измерения зависит от мощности источника излучения и от внешних условий работы, например, на дальность влиять будет освещение. Стоит отдельно отметить, что она снижается, если измерения проводятся под открытым небом. У бытовых моделей наблюдаются небольшие погрешности, и эти погрешности возрастают при измерениях на больших расстояниях. Но даже такие варианты лазерных устройств сравнительно дорогие.
Оптический дальномер может быть двух типов – стереоскопический и монокулярный. Несмотря на то, что они отличаются по конструкции деталей, основная схема у них одинаковая, кроме того, принципы работы идентичны. По двум известным углам треугольника, а также одной известной стороне определяется его неизвестная сторона. Два телескопа строят изображение объекта. Кажется, что объект наблюдается в разных направлениях. Кроме того, такие приборы могут быть как с полным наложением полей, так и с половинным – верхняя половина изображения от одного телескопа объединяется с нижней половиной другого.
Монокулярные модели являются разновидностью оптических, работают также по принципу совмещения изображений, очень часто встраиваются в фототехнику для получения более резкого изображения . Преимущества монокулярных дальномеров в том, что нет необходимости в точной горизонтальной наводке, а изображение при измерении смещается как в правом, так и в левом поле. К недостаткам монокулярных приборов относится высокая утомляемость оператора, так как работа производится одним глазом, также с ними практически невозможна работа с движущимися объектами, а объекту нужно иметь четкую образующую, которая расположена на девяносто градусов к линии раздела поля, иначе точность измерения значительно снизится.
Стереоскопические модели также являются разновидностью оптических, имеют двойную зрительную трубу. В фокальной плоскости находятся метки, и изображение объекта совмещается с изображением этих меток, расстояние полностью пропорционально смещению компенсатора. Основное преимущество стереоскопического инструмента над монокулярным – более точные измерения расстояния. Именно они используются для того, чтобы определить дальность, а также высоту полета и его угловые координаты. Самые мощные стереоскопические приборы способны работать на расстояния до 50 000 метров, что же касается измерения высоты, то здесь цифры немного меньше – до 20 000 метров.
Нитяной вариант измерителей дальности – самый простой вид инструмента подобного назначения, имеющий постоянный параллактический угол, именно поэтому можно сделать такой дальномер своими руками, если вдруг вам понадобилось измерить дальность, а бегать по магазинам нет времени, или жаль денег. Он может определять расстояния до 300 метров. В качестве базы у данного устройства используется нивелирная рейка, имеющая сантиметровое деление, а в поле зрения трубы видны специальные линии. Принцип работы: для точного определения расстояния подсчитывается число делений, которые находятся между линиями, а искомым, в конечном итоге, будет расстояние в метрах. Нитяной прибор имеет очень простую конструкцию и очень простой принцип работы, он также способен вычислить расстояние без особых погрешностей. Но электронный дальномер по своей точности всё-таки выигрывает.
К механическим приборам для непосредственного измерения расстояний отно-
сят стальные землемерные ленты и рулетки.
Землемерные ленты изготавливают из стальной полосы шириной 15–20 мм,
толщиной 0,4–0,5 мм. Их обозначают ЛЗ-20, ЛЗ-24, ЛЗ-50 в соответствии с длиной
20, 24 или 50 м между концевыми штрихами ленты при натяжении 98 Н. Концы
ленты (рис. 11.1) снабжены ручками, напротив концевых штрихов в ленте сделаны
вырезы для закрепления ленты шпильками в натянутом состоянии на поверхности
земли. Метровые деления ленты закреплены оцифрованными пластинками, полу-
метры обозначены заклепками, дециметровые деления отмечены круглыми отвер-
стиями. Точность отсчета t ≈ 1 см.
В нерабочем состоянии лента должна быть намотана на каркас в виде кольца. В
комплекте с лентой типа ЛЗ применяется набор из 6 или 11 металлических шпилек.
Рулетки изготавливают многие зарубежные фирмы под различными наимено-
ваниями. В России выпускаются рулетки 2-го класса точности ОПК2-20 АНТ/1,
ОПК2-30 АНТ/1, ОПК2-50 АНТ/1. Их изготавливают из стальной ленты шириной 1
см, длиной соответственно 20, 30 и 50 м. Ленту покрывают защитной пленкой, на
нее наносят линейную шкалу с ценой деления 1 мм. Точность отсчета по такой
шкале t ≈ 0,2–0,5 мм.
Рулетка 3-го класса точности ОПК3-20 АНТ/10 длиной 20 м характеризуется
шкалой с ценой деления 10 мм (точность отсчета по шкале t ≈ 2–5 мм). В рулетках
ОПК2 и ОПК3 ленты намотаны на каркас. В комплект рулеток шпильки не по-
ставляются.
Примечание. В шифрах рулеток буквами и цифрами обозначены: О – откры-
тый корпус (вилка или крестовина); З – закрытый корпус; П – плоская лента (сече-
ние не в форме желоба); К – кольцо вытяжное; 2 или 3 – класс точности; А – удале-
ние шкалы от начала ленты; Н или У – нержавеющая или углеродистая сталь; Т –
штрихи шкалы нанесены травлением; /1 или /10 – в знаменателе дроби цена деле-
ния шкалы 1 или 10 мм.
Рис. 11.1. Лента землемерная ЛЗ-20:
а – метровые и дециметровые деления; б – на каркасе; в – шпильки
Рабочее натяжение всех лент ЛЗ и рулеток – 98 Н.
Поскольку землемерные ленты и рулетки принципиально не различаются, в
дальнейшем будем использовать их обобщающее наименование – мерные ленты.
Компарирование мерных лент – это сравнение рабочей длины ленты с длиной
рабочего эталона. Ленты, находящиеся в эксплуатации, ежегодно аттестуют (вы-
полняют их компарирование с выдачей документа на допуск к использованию) в
лаборатории метрологического надзора. Фактическая длины рабочей ленты выра-
жается уравнением, например l р = 20,000 + 0,005 м, или
l р = l 0 + ∆ l к,
где l 0 – номинальное значение длины; ∆ l к – поправка за компарирование, ука-
занная для температуры компарирования t к (обычно t к = 18 − 20°С).
В процессе эксплуатации мерных лент производят их рабочее компарирование
в метрологической лаборатории предприятия. Применяют также сравнение длины
l р рабочей ленты с длиной l а однотипной аттестованной ленты, хранящейся в каче-
стве рабочего эталона (рис. 11.2).
При рабочей проверке аттестованную и проверяемую ленты помещают на
ровной горизонтальной поверхности рядом, растягивают силой 98 Н (можно при-
менить пружинные динамометры для натяжения силой 10 кгс ± 0,3 кгс), совмеща-
ют нулевые штрихи лент, проверяют величины несовпадения шкал через каждые 1
– 3 м и находят разницу ∆lар длин лент рабочей и аттестованной ∆ l ар = l
(см. рис. 11.2).
| |
Для аттестованной ленты 2 известна метрологически выявленная поправка ∆ l э
= l 0 – l а, где l 0 – номинальное значение длины; l а – фактическая длина аттестован-
ной ленты. Тогда поправка в длину рабочей ленты (приближенная поправка на
компарирование) ∆ l" к = ∆ l кр + ∆ l э.
Если численное значение ∆ l" к отличается от
метрологически выявленной поправки ∆ l к больше чем на 1 / 10 000 от длины l, то
рабочую ленту направляют на поверку метрологической службой.
∆ l э
∆ l ар
∆ l к
Рис. 11.2. Сравнение рабочей ленты
с рабочей поверенной лентой:
1, 2 – ленты рабочая и контрольная
Измерение лентой длины линий на земной поверхности. Полосу местности
между конечными точками А и В измеряемой линии расчищают от высокой травы,
кустов и предметов, препятствующих выравниванию ленты при измерениях. Для
устранения чрезмерных боковых отклонений ленты от направления АВ (рис. 11.3,
а) вехами обозначают створ – вертикальную плоскость, проходящую через две
точки на местности, в данном примере через точки А и В. Кроме основных вех А и
В в створе выставляют дополнительные вехи через 50 – 150 м соответственно ус-
ловиям их видимости. Вешение протяженных линий производят различными спо-
Для установки промежуточных вех способом ”на себя“ наблюдатель распола-
гается в 2–3 м позади вехи В (см. рис. 11.3, а), по его сигналам помощник в створе
А-В выставляет вехи 1, 2, 3. Первой укрепляют дальнюю веху. При отсутствии за
возвышенностью прямой видимости между вехами Е и К (рис.11.3,б) промежуточ-
ную веху 1 ставят на глаз вблизи створа в точке 1". Затем по указанию наблюдате-
ля в точке 1" помощник выставляет веху 2 в точке 2" створа 1"–К . После этого веху
1 выставляют в точке 1" створа 2"–Е и аналогичными действиями быстро прихо-
дят к обозначению створа Е–К.
|
В случае вешения через овраг или балку (рис. 11.3, в) в створе М–N ставят вехи
1 и 5, в створе N–1 – веху 2, в створе М–5 – вехи 3 и 4.
При прямой видимости в створе более точное вешение достигается с помощью
зрительной трубы теодолита, установленного над одной из точек створа. Сначала
устанавливают дальнюю веху, затем ставят промежуточные вехи, приближаясь к
теодолиту.
Рис. 11.3. Вешение створа:
а – на мало пересеченной местности; б – через возвышенность;
в – через глубокий овраг
Измерения линий лентой ЛЗ-20 выполняют два замерщика. Передний берет 5
или 10 шпилек, задний – одну и этой шпилькой, поставленной вертикально, закре-
пляет задний конец ленты у начальной точки, убедившись, что подписи метровых
делений возрастают в направлении переднего ее конца. Затем задний замерщик
прижимает ногой ленту к земле с упором к шпильке и направляет переднего за-
мерщика в створ, т. е. по направлению на переднюю веху. Передний замерщик на-
тягивает ленту и передний ее конец закрепляет в земле шпилькой, при этом лента
не должна сдвигаться относительно задней шпильки. Затем задний замерщик вы-
нимает свою шпильку, а передний снимает ленту со шпильки, которая остается в
земле и от которой измерение продолжается после продвижения ленты вперед на
ее длину l.
Когда передний замерщик поставит последнюю шпильку, у заднего их будет 5
или 10, это значит, что измерен отрезок, равный 5 l = 100 м или 10 l = 200 м при l
20 м.. Задний замерщик передает переднему 5 или 10 шпилек. Каждая такая пе-
редача отмечается в журнале измерений.
При достижении конечной точки В линии АВ измеряют так называемый остаток
r – расстояние от заднего нулевого штриха ленты до центра знака В. Полевой ре-
зультат измерения вычисляется по формуле
|
D = n l + r,
где n – число отложений ленты до остатка r.
Расстояние измеряется дважды («прямо» и «обратно»). Допустимое расхожде-
ние ∆D первого и второго результатов D" и D" определяется по их допустимой от-
носительной погрешности, например (∆D /D) доп = 1: 2000, при этом ∆Dдоп = D
Если линия или ее часть расположены на наклонной поверхности, то измеряют
угол наклона ν и длину D ν соответствующего отрезка. Определяют температуру t
ленты во время измерений, если она отличается от температуры компарирования
более чем на 8 – 10°С.
Техника измерения линий с помощью рулеток практически не отличается от
рассмотренной для ленты ЛЗ.
Вычисление горизонтального проложения d измеренного отрезка D произво-
дится с учетом поправок на компарирование ленты, на приведение наклонных уча-
стков к горизонту и на температуру.
Поправка на компарирование вычисляется с учетом формулы (11.2), т. е.
∆D к = ∆lк (n + r / l ),
она прибавляется к расстоянию D , если лента длиннее номинального значения l 0 ,
и вычитается, если лента короче. Такая поправка не принимается во внимание, если
ее величина равна или меньше 1: 10 000 длины l, т.е. для ленты длиной l = 20 м
не учитываются поправки ∆lк ≤ 2 мм.
Поправка на наклон отрезка длиной D учитывается в неявном виде при вычис-
лении горизонтального проложения d (рис. 11.4) по формуле
d = D cos ν,
где ν – угол наклона отрезка.
Поправка за наклон ∆Dν – отрицательное число, которое равно разности d – D
– ∆D ν = d – D = D cos ν – D = D (cos ν – 1).
Рис. 11.4. Наклонное положение и провес мерной ленты:
а – наклон и горизонтальное проложение линии; б – провисание;
в – определение стрелы провисания
Если известно превышение h между конечными точками А и В прямого отрезка
(см. рис. 11.4), то поправка на наклон
∆D ν ≈ h 2 / 2 D.
Приближенная формула (11.6) выводится из рис. 5.4: h 2 = D 2 – d 2 = (D + d)
(D – d). При ограниченных значениях h принимаем D + d ≈ 2D, а согласно фор-
муле (5.5) D – d = ∆D ν. С учетом этих преобразований получена формула (11.6).
Поправка ∆D ν учитывается при углах наклона ν ≥ 1,5° или при превышениях h
≥ 2,6 м на 100 м расстояния D.
Температурная поправка в измеренное расстояние
∆D t = α D (t – t к),
где α – коэффициент температурной деформации ленты на 1°С (для стали α =
0,0000125; для нержавеющей стали α = 0,0000205);
t и t к – температура ленты во время измерений и при компарировании соответст-
Поправка на провес мерной ленты. На земной поверхности и между строитель-
ными конструкциями нередко мерной лентой измеряют расстояния «на весу» под
постоянным натяжением динамометром (рис. 11.4, б). Лента получает провисание
|
или прогиб, стрела прогиба равна f, при этом расстояние lf между точками М и К
отсчитывается по шкале ленты преувеличенным, а поправка на провисание теоре-
тически вычисляется по формуле
Δlп = 8 f 2 / 3l,
но практически поправку ∆lп определяют опытным путем.
Для определения поправки ∆lп колья М и К забивают на одной высоте с кон-
тролем по горизонтальному вирному лучу теодолита или нивелира. Через верх ко-
лышков натягивают мерную ленту с помощью динамометра, с постоянной силой,
которая будет применяться на объекте (в геодезии сила натяжения принята вели-
чиной 98Н или 10 кгс). Рядом с точкой максимального провисания забивают ко-
лышек Е, совмещая его верх с уровнем ленты. Стрелу провеса измеряют с помо-
щью линейки относительно горизонтального луча теодолита. Или колышки ниве-
лируют с помощью нивелира и рейки, берут отсчеты по рейке, соответственно m,
е, к – расстояния от горизонтального визирного луча то точек ленты. Стрелу прове-
са вычисляют по формуле
f = (m + к )/ 2 – е.
Стрелу провеса следует определить для ряда длин провисания рулетки: 10, 15,
20, 25, 30, … м и, пользуясь формулой (11.8), рассчитать для данного типа мерной
ленты таблицу или график поправок –∆lп на провисание участков различной дли-
Горизонтальное проложения вычисляется по формуле
d = D + ∆D к + ∆D ν + ∆D t + ∑∆lп.
Пример. 1. Определить горизонтальное проложение d линии АС при условии,
что рабочая лента характеризуется уравнением l = l 0 + ∆ l к = 20 м + 0,008 м
при t к = + 20°С; результат первого измерения линии АС представлен числом от-
ложений ленты n = 15, остатком r 1 = 15,38 м, тогда D" = 315,38 м, а результат вто-
рого измерения: n = 15, r 2 = 15,48 м, поэтому D " = 315,38 м. На отрезке АВ = 100 м
линии АС угол наклона ν = 4° 30". Температура стальной ленты при измерении t =
–10°С, при компарировании t к = + 20°С.
Р е ш е н и е. 1. Оценка качества полевого измерения линии АС : абсолютное
расхождение результатов ∆D = D" – D " = 0,10 м;
относительная погрешность
расхождения ∆D / D = 0,10 / 315 = 1/ 3150 ≤ 1/ 2000, т.е. расхождение ∆D = 0,10 м
допустимо, а среднее значения расстояния D = (D" + D ") / 2 = 315, 43 м.
2. Поправки: ∆D к = + 0,008 (15 + 0,77) = + 0,126 м;
∆D ν = АВ cos ν – АВ = 100 · 0,996917 – 100 = – 0,308 м;
∆D t = 1,25 · 10–5 · 315 [–10 – (+20)] = – 0,118 м.
3. Результат: dАС = 315, 43 + 0,126 – 0,308 – 0,118 = 315,13 м.
Внешние факторы ограничения точности измерения линий лентами. При
измерениях лентами на местности возникают систематические и случайные по-
грешности. Систематическая погрешность складывается из ряда односторонне дей-
ствующих факторов: остаточной погрешности компарирования ленты, погрешно-
стей за счет искривлений ленты на вертикальных неровностях земной поверхности
и отклонений ленты от створа, ее неверного натяжения и смещений шпилек, вслед-
ствие пренебрежения поправками за наклон при ν < 1,5°, а также температурными
поправками.
Случайная погрешность обусловлена случайными влияниями неточного учета
поправок на наклон и температуру, колебаниями силы натяжения ленты.
Внешние условия сильно влияют на точность измерений линий лентами. В бла-
гоприятных условиях (ровная поверхность связного грунта) относительная по-
грешность длины линии составляет в среднем 1/ Т = 1 / 3000, в средних условиях
измерений (небольшие неровности, низкая трава) 1/ Т = = 1 / 2000, в неблагопри-
ятных условиях (резко пересеченная или заболоченная местность, кочковатость,
пашня, высокие травы и др.) относительная погрешность 1/ Т = 1 / 1000 (или 0,1 м
на 100 м расстояния).
Оптические дальномеры
Оптические дальномеры служат для определения расстояний величиной до 100-
300 м с относительной погрешностью от 1/200 до 1/3000 в зависимости от конст-
рукции прибора. Принцип измерения расстояний оптическими дальномерами гео-
метрического типа основан на решении сильно вытянутого прямоугольника или
равнобедренного треугольника, называемого параллактическим (рис. 11.5, а), ма-
лая сторона которого b = MN называется базисом дальномера, а противолежащий
малый угол φ – параллактическим. Из прямоугольного треугольника FWM, где WM
= b / 2 находим измеряемое расстояние
D = (1/2) b ctg (φ /2).
Различают оптические дальномеры с постоянным базисом и с постоянным па-
раллактическим углом. В дальномерах с постоянным базисом используется специ-
альная рейка с визирными марками М и N , расстояние между которыми принима-
ется от 1,5 до 3 м и определяется с относительной погрешностью около 1: 50 000
(не грубее 0,03 – 0,05 мм). Рейку устанавливают на штативе горизонтально и пер-
пендикулярно линии FW, параллактический угол φ измеряют высокоточным тео-
долитом с погрешностью m φ ≤ 3". Расстояние D вычисляют по формуле (11.10) с
учетом температурной поправки в длину базиса. Относительная погрешность рас-
стояния длиной 100 – 200 м составляет около 1/1500 – 1/3000.
Рис. 11.5. Оптический дальномер геометрического типа:
а – геометрическая схема; б – поле зрения трубы; в – схема измерений
В дальномерах с постоянным параллактичесим углом (φ = const) измеряют ба-
зис b, при этом в формуле (11.10) произведение (1/2) ctg(φ /2) = К является посто-
янной величиной, которая называется коэффициентом дальномера, поэтому
D = К b.
Нитяной дальномер. Такие дальномеры конструктивно входят в устройство
теодолитов и нивелиров. В зрительной трубе теодолита и нивелира верхний и ниж-
ний горизонтальные штрихи n и m визирной сетки (рис. 11.5, б) образуют нитяной
дальномер с вертикальным постоянным параллактическим углом φ. Вершина F
этого угла (передний фокус оптической системы зрительной трубы – рис. 11.5, в)
|
расположена либо вне, либо внутри зрительной трубы. Визирные лучи, проходя-
щие через дальномерные нити и передний фокус F, пересекаются с вертикально
расположенной дальномерной шкалой в точках N и M . Наблюдатель через окуляр
трубы отсчитывает по шкале величину базиса b – число делений между нитями n и
m. Измеренное расстояние FW равно D 1 = К b. Полное расстояние JW = D между
вертикальной осью прибора ZZ и плоскостью шкалы вычисляются по формуле ни-
тяного дальномера
D = К b + с,
D = D 1 + с,
где с – постоянное слагаемое дальномера (расстояние между осью вращения ZZ
прибора и передним фокусом F.
В современных зрительных трубах К = 100; с ≈ 0, а соответствующий параллак-
тический угол φ = 34,38"
Дальномерные рейки к нитяному дальномеру могут быть специальными, шкала
которых нанесена с ценой деления 2 или 5 см для измерения расстояний до 200–
300 м. Но при топографических съемках масштаба 1: 1000 и крупнее обычно
используют рейки для технического нивелирования с сантиметровыми шашечными
делениями, при этом максимальное измеряемое расстояние близко к 150 м. На рис.
11.6, а по сантиметровым делениям между нитями t и m отсчитан отрезок шкалы b
17,6 см = 0,176 м. Здесь при К = 100 и с = 0 искомое расстояние D = 17,6 м.
П р и м е ч а н и е. При К = 100 наблюдатель принимает сантиметровые деле-
ния как условно метровые и в метрах отсчитывает по рейке искомое расстояние D,
в нашем примере D = 17,6 м и при с = 0 формула (11.12) принимает вид D = D 1.
Горизонтальное проложение. При измерениях расстояний дальномером зри-
тельной трубы теодолита дальномерную рейку устанавливают вертикально. Визи-
рование на рейку сопровождается наклоном визирной оси зрительной трубы на
угол ν (рис. 11.6, б).
Между проекциями дальномерных нитей на шкалу рейки в точки М и N берет-
ся отсчет базиса b, но его значение получается преувеличенным в сравнении с
величиной b" = М"N ", которая получается при наклоне рейки в положение, перпен-
дикулярное лучу ОW. Треугольник WMM " практически прямоугольный, так как
угол при вершине M " отличается от прямого на φ/2 = 17,2 " = 0,3°, поэтому b" / 2 =
WM " = WM cos ν = (b / 2) cos ν. Отсюда и b" = М " N " = b cosν. Тогда для треуголь-
ника F 1М"N" высота F 1W = К b", а наклонное расстояние D = ОW = К b" + с = К b
cos ν + с. Тогда горизонтальное проложение d = ОВ" = ОW cos ν = (D + с) cos ν ,
d = К b cos2 ν + с cos ν,
а при с = 0
d = К b cos2 ν = D cos2 ν.
Рис. 11.6. Определение расстояния по штриховому дальномеру:
а – отсчет по дальномерным штрихам; б – горизонтальное проложение
Горизонтальное проложение вычисляется также по формуле
d = D – ∆D ν ,
где ∆D ν = 2D sin 2ν – поправка на наклон в расстояние, измеренное нитяным
дальномером.
Для определения в полевых условиях величин d пользуются инженерными
калькуляторами или специальными тахеометрическими таблицами.
Определение постоянных нитяного дальномера. Для каждого теодолита не-
обходимо определить фактические значения поправки с и коэффициента дальноме-
ра К, поскольку его погрешность может достигать 0,5% (т. е. 1/200 от измеряемого
расстояния). Для проверки на ровном горизонтальном участке местности через 30–
35 м забивают колышки, над начальным колышком центрируют теодолит, на ос-
тальных последовательно ставят рейку и по дальномеру отсчитывают значения b 1,
|
b 2,…,bn , затем рулеткой измеряют расстояние каждого колышка от начального. В
соответствии с формулой (11.11) составляют несколько уравнений:
D 1 = К b 1 + с; D 2 = К b 2 + с; …, D n = К b n + с,
где D 1, D 1, …, D n – расстояния, измеренные рулеткой с точностью 0,01-0,02 м.
Вычитая одно уравнение из другого, находим, например,
D 2 – D 1
D 3 – D 1
D 3 – D 2
b 2 – b 1
b 3 – b 1
b 3 – b 2
и получаем среднее значение коэффициента дальномера
К = (К1 + К 2 + …, К n ) / n.
Подставив значение К в каждое из уравнений (11.16) получаем величины с 1, с 2,
…, с n и среднее с. В современных теодолитах с ≈ 0.
Постоянную дальномеров удобно определять
путем измерения комбинаций
расстояний. Для этого на горизонтальной поверхности в одном створе откладывают
несколько (не менее трех) расстояний: D 1, D 2, D
. Измеряют эти расстояния, а
также расстояния:
D 4 = D 1 + D 2 ; D 5 = D 3 + D 2 ; D 6 = D 1 + D 2 + D 3
В каждом результате измерений будет присутствовать постоянная поправка
дальномера сi , поэтому можно записать: Di = Di / + c , где Di ‒ результат измере-
ний. Тогда можно записать систему уравнений:
D 4 + c = D 1 + D
расстояния вычисляют при помощи инженерного калькулятора или исправляют по-
правками, которые выбирают из специально составленной таблички.
Точность нитяного дальномера. При помощи нитяного дальномера техниче-
ских теодолитов в комплекте с нивелирной рейкой с сантиметровыми делениями
расстояния измеряются с погрешностями, которые зависят от ряда факторов: точ-
ности учета коэффициента дальномера К и постоянной с; вертикальности рейки;
состояния приземного слоя воздуха (величины рефракционных колебаний изобра-
жения). При точном учете величин К и с, старательной работе и благоприятных по-
годных условиях (облачность) на расстояниях D до 50–60 м погрешность ∆D равна
приблизительно 0,05–0,1 м (относительная погрешность расстояния составляет
около ∆D / D = 1/500), на расстояниях от 80 до 120 м ∆D ≈ 0,2 м (или в относи-
тельной мере тоже 1/500), на расстояниях D ≈ 130–150 м ∆D ≈ 0,3–0,5 м (∆D / D ≈
1/400 – 1/300). Однако при менее благоприятных условиях и недостаточной стара-
тельности наведения штрихов дальномера погрешности ∆D значительно возраста-
Рассмотренные погрешности нитяного дальномера учитываются в инструкциях
по наземным крупномасштабным топографическим съемкам: расстояния от теодо-
лита до рейки ограничивают до 80 – 100 м.
