Меню

Приборы и оборудование для измерения расстояний

Как называется прибор для измерения расстояния на местности

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.

Виды датчиков

На рынке можно найти несколько основных видов датчиков расстояния, самыми популярными считаются:

  • ИК датчик — работает на основе испускаемого инфракрасного луча (лазера), высокоточное оборудование имеющие широкую сферу применения.
    Лазерный датчик расстояния работает таким образом: прибор посылает сигнал в виде лазерного луча, который отражается от стоящего перед ним препятствия и возвращается обратно в фотоэлемент. На основе того с какой скоростью вернулся сигнал, микроконтроллер вычисляет расстояние до препятствия. В зависимости от качества датчика, он может измерять дальность до нескольких сотен метров.
  • Ультразвуковой датчик — используется в основном для конструирования автоматических систем умного дома, так как имеет слишком большую погрешность для точных измерений.

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.

Originally posted 2018-03-28 15:28:56.

Где используются датчики

В основном лазерные датчики расстояния используются в строительной сфере для замеров расстояния между объектами, но им можно найти множество применений. К примеру, датчики расстояния могут помочь в обустройстве умного дома. Установив и, настроив датчик определенным образом, можно автоматизировать включение и выключение света в комнате или сделать автоматическое открытие или закрытие дверей и так далее.

Также подобный датчик установлен в каждый современный смартфон, с его помощью выключается экран, как только смартфон близко подносится к уху во время разговора. Датчики расстояния часто устанавливают в капот и бампер машины, чтобы облегчить парковку и получать данные о препятствиях на пути автомобиля в реальном времени.

Данные датчики измерения расстояния можно приобрести в отдельном виде, но без программируемого микроконтроллера они почти бесполезны. Поэтому покупать их по отдельности разумно только для решения узкого спектра задач. Для подключения датчиков обычно используется микроконтроллер «Ардуино», который необходимо вручную настраивать и прошивать для работы с определенным типом датчиков.

Для тех, кто не хочет углубляться в основы программирования платформы «Ардуино» и радиотехники, рекомендуется купить готовый вариант в виде строительного дальномера.

Что такое дальномер

Дальномер — это компактный девайс, который пришел на смену строительным рулеткам. Данный прибор способен моментально выполнить точные замеры, проводить сложные расчеты, но главный плюс — это то, что его может использовать один человек, без помощи напарника, который держит один конец рулетки.

Существует множество формфакторов и вариантов исполнения данного девайса, но обычно это небольшое устройство, которое помещается в ладонь. Дальномер имеет встроенный аккумулятор что позволяет ему работать долгое время без подзарядки. На корпусе устройства расположен дисплей, на который выводится основная информация о текущем состоянии устройства, а также о результатах замеров. На торце имеется излучатель и приемник, благодаря которым осуществляются измерения.

Лазерные дальномеры активно используются в строительстве и во время монтажных работ. Устройство способно проводить точные измерения с погрешностью 1–3 мм на 10 метров, в зависимости от технических характеристик модели.

Дальномеры делятся на две группы:

  • Активные модели — определяют расстояние при помощи звукового, лазерного или светового луча. После выпуска луча он отражается от препятствия и направляется обратно в дальномер. Датчик, который улавливает сигнал проводит вычисления, и выдает результат на дисплей.
  • Пассивные модели — работают на основе формулы равнобедренного треугольника, где нужное расстояние это высота h, а длина основания неизвестна. Пассивные устройства активно используются в геодезии, спорте, охоте и там, где минимальные измерения начинаются от 0.5 км и могут доходить до нескольких километров. Для работ, где важна точность измерений вплоть до сантиметра такие устройства не подходят.

Приобретать дальномеры нужно в зависимости от того для какой деятельности он будет использоваться.

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.

Конструкция дальномеров

Визуально большинство устройств схожи с мобильным телефоном на верхушке которого расположен лазерный излучатель. Бюджетные устройства обычно оборудованы LED-дисплеем с подсветкой, на котором может расположиться от одной до четырех строк с данными.

Профессиональные устройства оснащены жидкокристаллическими дисплеями и поддерживают несколько тысяч цветов. Такие устройства имеют проработанный интерфейс, внутреннею память и иногда встроенную камеру.

На любой модели снизу экрана расположены кнопки управления, их количество может варьироваться от 2–10 и более в зависимости от типа устройства. Почти на всех моделях, чтобы начать проводить замеры нужно нажать центральную кнопку, которая выделена красным цветом. Продвинутые аппараты со встроенной памятью могут сохранять последние расчеты и проводить сложные вычисления площади помещения и так далее.

В зависимости от цены аппарат может быть в пластиковом корпусе, а может быть в защитном чехле, который будет надежно защищать дальномер от падений.

Функционал устройства

Функционал бюджетных моделей как правильно органичен лишь измерением дальности. Но аппараты среднего ценового диапазона уже включают в себя множество полезных функций, среди которых:

  • Определения периметра и площади.
  • Вычисление объема измеряемых объектов.
  • Встроенный уровень.
  • Передача данных.

И это далеко не весь список возможностей качественных дальномеров. С повышением цены на устройство растет и его функционал. Профессиональный дальномер — это важнейший инструмент для строителя, без которого невозможно качественно завершить проект.

При выборе дальномера нужно опираться на то, чтобы в него была встроена возможность:

  • Считать площадь и объем. Данные показатели вычисляются путем измерения нескольких граней. Функция полезна во время проведения отделочных работ, она облегчает расчет количества строительных материалов.
  • Уровень — используется в самых разнообразных целях. Девайс может быть оснащен простым уровнем, выполненным в роли ватерпаса, который расположен на корпусе или в качестве функциональной программы, которая выводит градус наклона на дисплей.
  • Однотипные скобы — позволяют проводить диагональные измерения из углов, в которых невозможно плотно зафиксировать девайс. Некоторые датчики дистанции оборудованным выдвижными штырями, которые расположены внутри корпуса.
  • Сохранения данных — данная функция существенно облегчает работы, где нужно проводить много параллельных замеров и избавляет от необходимости записывать данные об площади и объеме объектов на бумагу. Возможность в любой момент посмотреть результаты прошлых замеров также могут быть полезны при выборе стройматериалов, когда в магазине нужно четко ориентироваться по размерам комнаты.
  • Передача накопленных данных. Передача данных на другое устройство обычно происходит с помощью USB кабеля, но дорогие модели имеют встроенный блютуз. Все измерения могут передаваться в виде текстового файла или картинки. Также полученные данные с помощью специальной программы можно удобно преобразовать в точный чертеж помещения.
  • Непрерывное изменение — данная функция превращает девайс в лазерную рулетку, которая показывает расстояние до препятствия в режиме реального времени. Такая функция поможет отмереть часть необходимой длины и проверить неровность покрытий, на которые дальномер установлен.
  • Визир — имеет вид небольшого оптического прицела, который используется для точного наведения измерительного луча на необходимый объект, расположенный вдали. В профессиональных моделях визир имеет вид камеры и выводит на экран прибора картинку с перекрестием или точкой для удобного прицеливания.
  • Измерение высоты — функция позволяет получить данные об высоте потолка, дома и другого высокого объекта. Измерение происходит таким образом — нужно отмерять расстояние от девайса до основания объекта и до конечной точки. Далее полученные данные обрабатываются устройством и на дисплей выводиться результаты измерений.

Данный набор функций актуален для строителей. Если лазерный дальномер покупается для бытовых целей или небольшого ремонта, можно ограничиться недорогой моделью без множества функций.

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.).

Как использовать дальномер

Задача дальномера — это упростить и ускорить процесс измерения. Производители выпускают девайсы с интуитивно понятным интерфейсом, поэтому разобраться какая кнопка за что отвечает не трудно. Для облегчения изучения основных функций нового девайся в комплекте с каждым устройством идет детальная инструкция, в которой разобраны все аспекты использования дальномера.

В независимости от модели дальномера на его корпусе будет расположены минимум 2 кнопки:

  • Для старта измерения.
  • Для очистки данных.

Чем дороже аппарат, тем больше кнопок он имеет. Дорогие модели оборудованы кнопками навигации по интерфейсу. Обычно на каждую кнопку нанесена гравировка, изучив которую можно понять за что клавиша отвечает.

Главный фактор, который объединяет все модели дальномеров заключается в принципе использования девайса. Нулевая точка для каждого аппарата установлена на нижний торец корпуса или на выдвижные штыри.

Провести замеры можно таким образом:

  • Аппарат прикладывается к стене задним торцом.
  • Лучи должны смотреть в сторону измеряемого расстояния.
  • Далее нужно нажать кнопку «Измерения».
  • После чего данные об расстоянии будут выведены на дисплей.

В зависимости от модели тип действий может отличаться.

Приборы для измерения расстояний

При­бо­ры для из­ме­ре­ния рас­стоя­ний наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны и раз­но­об­раз­ны по кон­ст­рук­ции. К ним от­но­сят­ся мер­ные при­бо­ры, ос­но­ван­ные на прин­ци­пе от­кла­ды­ва­ния ра­бо­чей ме­ры (про­во­ло­ки, лен­ты, ру­лет­ки, жез­лы, нут­ро­ме­ры, мет­рш­то­ки), оп­ти­ко-ме­ха­нич. дально­ме­ры ви­зу­аль­но­го ти­па (оп­ти­че­ские и двой­но­го изо­бра­же­ния), све­то­даль­но­ме­ры, ра­дио­даль­но­ме­ры. Оп­ре­де­лять рас­стоя­ния мож­но пу­тём гео­мет­рич. по­строе­ний на ме­ст­но­сти (напр., три­ан­гу­ля­ции), ко­гда из­ме­ря­ют од­ну или не­сколь­ко из сто­рон гео­мет­рич. по­строе­ния, уг­лы ме­ж­ду все­ми сто­ро­на­ми, а за­тем вы­чис­ля­ют все ос­таль­ные сто­ро­ны, оп­ре­де­ляя та­ким об­ра­зом рас­стоя­ния до не­дос­туп­ных объ­ек­тов. Оп­тич. даль­но­ме­ры ис­поль­зу­ют ре­ше­ние вы­тя­ну­то­го тре­уголь­ни­ка, с из­вест­ным ко­рот­ким ба­зи­сом и из­ме­рен­ным ма­лым па­рал­лак­ти­че­ским уг­лом. Прин­цип дей­ст­вия све­то­даль­но­ме­ров сво­дит­ся к из­ме­ре­нию вре­ме­ни про­хо­ж­де­ния све­то­во­го им­пуль­са до от­ра­жа­те­ля и об­рат­но и вы­чис­ле­нию рас­стоя­ний с учё­том зна­ния ско­ро­сти све­та в ре­аль­ной сре­де. В ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка све­та ис­поль­зу­ют­ся по­лу­про­вод­ни­ко­вые ла­зе­ры.

Плюсы и минусы использования

Лазерные дальномеры широко используются в сфере строительства благодаря своим основным плюсам:

  • Большая рабочая дальность. В зависимости от стоимости и типа, девайс способен почти без погрешности работать на расстояниях более сотни метров.
  • Удобство юстировки. Данный плюс обусловлен тем, что лазерное пятно хорошо видно на любой поверхности.
  • Защита от засветов. Испускаемый луч имеет узкий монохромный спектр, который исключает случайное срабатывание. Приемник сигнала будет реагировать только на попадание в него отраженного лазера.
  • Защита от помех. Датчик функционирует только в импульсном режиме, поэтому на него не воздействуют условия внешней среды.
  • Низкое потребление энергии. На одной зарядке датчик может произвести несколько сотен измерений.

К минусам можно отнести достаточно высокую стоимость даже простых моделей. Но обычные датчики без микроконтроллера стоят в несколько раз дешевле и при наличии навыков программирования и пайки можно собрать собственный дальномер.

Источник



Приборы, используемые в геодезии

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 геодезию, как науку можно узнать в специальной статье, посвященной этой познавательной теме.

Что измеряют геодезические приборы:

Самая простая геодезическая задача — это измерение длины линии. Ленты и рулетки, длинномеры и геометрического типа дальномеры — это приборы, с помощью которых измеряют короткие линии со сравнительно невысокой точностью. А вот если речь идёт об измерениях высокоточных или базисных, а также о значительных расстояниях, понадобится уже дальномер — световой, электромагнитный, радиоволновый или лазерный. Особенно распространены такие приборы в космической и морской геодезии.

Для измерения высот и их разницы используются нивелиры и профилографы. Нивелиры используют вместе со специальными нивелирными рейками. Существуют оптические, цифровые и лазерные нивелиры. Причём последние нельзя путать с просто лазерными уровнями, которые отличаются не только конструктивно, но и по обеспечению точности.

Измерение углов очень долго обеспечивалось с помощью довольно простых инструментов — транспортиров, экеров и эклиметров. Более сложным прибором является буссоль — подвид компаса, которым можно измерить магнитный азимут, то есть угол, на который линия отклоняется от направления на север магнитного меридиана. Основной современный прибор для измерения углов — это теодолит, довольно сложный оптический прибор, позволяющий добиваться очень высокой точности измерений.

  • Определение местоположения

В стародавние времена определение местоположения больше всего волновало моряков — спросить не у кого, да и сухопутных ориентиров практически нет. Было создано много специфических приборов для навигации и определения широты своего местоположения -астролябия, секстант, квадрант и другие раритеты. В настоящее время никого не удивишь «навигаторами» на различных электронных устройствах. Это стало возможно с появлением специальных навигационных спутников, которые дают возможность определения непосредственно местоположения объекта на местности.

Давно не секрет — прогресс не стоит на месте. Время, когда измеряли все эти величины по отдельности, да еще и «дедовскими» приборами, ушло безвозвратно в прошлое. В рамках этой статьи не будем рассматривать буссоли, кипрегели и стальные рулетки- только актуальное и наиболее распространенное геодезическое оборудование.

Каждая уважающая себя геодезическая бригада, чтобы справиться практически с любыми инженерно-геодезическими изысканиями, должна иметь следующие приборы

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.

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.

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.

Штатив

Очень простой инструмент геодезиста. Многие сталкивались со штативами при съемках фотографий или фильмов с использованием профессионального оборудования. Геодезисты также пользуются специальным оборудованием, которое без штативов обойтись не может. От остальных геодезические отличаются в основном простотой конструкции, неприхотливостью в использовании и «неубиваемостью». Ведь работать приходится совсем не в идеальных условиях. Основная задача геодезического штатива- неподвижно зафиксировать прибор, который на него устанавливается. На штатив сначала ставится трегер- специальное устройство для центрирования над определенной точкой при необходимости и горизонтирования прибора. Потом уже ставится прибор-тахеометр, нивелир и т.д. Различают деревянные, металлические и штативы из композитных материалов. В последнее время самыми «продвинутыми» являются штативы из фибергласса. Они очень легкие, прочные..но пока что неоправданно дорогие.

Вешка

Тоже достаточно простой геодезический инструмент. Выглядит как круглая палка высотой около 1.8м. Однако многие вешки раздвигаются и могут иметь высоту до 6 метров. Наверху может находиться как отражатель, так и GPS приемник. Отражатель может быть разной формы и конструкции. Главная его задача- отражать сигнал, посланный дальномером. Его особенностью является то, что луч/сигнал, приходящий с прибора-измерителя отражается точно обратно.

В конечном итоге-там где находится отражатель или приемник на геодезической вешке происходит определение местоположения измеряемой точки.

Лазерная рулетка

Появилась относительно недавно в геодезических бригадах, так как раньше была довольно дорога и сложна в использовании. И по сей день не является единственным прибором для измерения непосредственно расстояний на объекте. Удобно использовать на коротких расстояниях и в помещениях. В уличных условиях применяется не часто, так как необходимо иметь поверхность, на которую можно навести лазерный луч. Также минус многих моделей без оптического визира- плохая видимость лазерной точки на ярко освещенных поверхностях.

Ввиду этого, сейчас все еще достаточно часто приходится использовать стальные рулетки длиной до 50м. Большей длины не выпускают, поэтому расстояния более 50 метров являются источниками ошибок из-за нескольких этапов измерений. Измерения нужно проводить вдвоем, да и провис ленты доставляет некоторую ошибку в измерения.

В итоге лазерные рулетки используются повсеместно кадастровыми инженерами и геодезистами в тех случаях, когда это целесообразно и возможно. В остальных случаях выручает старая-добрая стальная рулетка.

Трубо-кабелеискатель

Прибор, сопутствующий инженерно-геодезическим изысканиям для нанесения подземных коммуникаций на план. Часто в комплект входит генератор, который устанавливается на коммуникацию в ее видимой части. Он генерирует вибрации, которые фиксирует приемник. После обнаружения поворотных точек коммуникации- их наносят на геоподоснову или топографический план. Кабелеискатель также может измерить глубину залегания коммуникации с точностью до 0.01 м.

Мы рассказали Вам вкратце о геодезических приборах и инструментах, необходимых в прикладной геодезии. Надеемся, что помогли разобраться в тонкостях штативов и «палочек» с которыми работают люди , именующие себя геодезистами.

Источник

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).

Источник

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.

Dalnomer rabota

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:
  1. Активные.
  2. 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.

Dalnomer ultrazvukovoi

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.

Dalnomer lazernyi 1

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.

Dalnomer lazernyi 2

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.

Dalnomer lazernyi 3

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.

Dalnomery opticheskie

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.

Dalnomery opticheskie 2

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.

Dalnomery nitevye

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.

Источник

Читайте также:  Стоматологическое оборудование с компрессором