Лазерные дальномеры (рулетки).

В настоящее время на смену механическим лентам и рулеткам при линейных измерениях все чаще приходят лазерные рулетки. Лазерная рулетка (дальномер) - это компактный современный электронно-оптический прибор, используемый для определения расстояния до любого предмета на местности. Большинство моделей дальномеров измеряют расстояния в пределах от 0,05 до 200 метров, а точность измерений составляет 1,5- 3,0 мм (рис.5.14).

Малые габариты и небольшой вес, а также удобство и простота эксплуатации делают лазерную рулетку незаменимым геодезическим прибором при выполнении линейных измерений.

Безотражательная технология позволяет выполнять измерения одному человеку и повышает безопасность при проведении измерений в опасных зонах и труднодоступных местах - из углов помещений.

Рис.5.14. Внешний вид лазерной рулетки.

Принцип работы лазерного дальномера состоит в том, что прибор измеряет сдвиг фазы отраженного сигнала, источником которого является полупроводниковый лазер или на измерении времени прохождения волн соответствующего диапазона от дальномера до второго конца измеряемой линии и обратно.

Основные части любой лазерной рулетки: корпус, клавиатура, ЖК дисплей, блок лазерного дальномера, электронный блок.

Клавиатура лазерной рулетки состоит из 14 кнопок (рис. 5.15).

 

Рис. 5.15. Внешний вид клавиатуры и назначение кнопок:

1- ON/DIST (включить/измерить); 2- цифровой визир; 3- [+] (плюс); 4- TIMER (таймер); 5- [=] (равно); 6- площадь/объем; 7- память; 8- точка отсчёта расстояния; 9- CLEAR / OFF (стереть/выкл.); 10- угол наклона; 11- [-] (минус); 12- косвенные измерения; 13- подсветка; 14- MENU (меню).

При нажатии на любую кнопку клавиатуры на дисплее отображается пиктограмма (символ) выполняемой функции. На рис. 5.16 показаны пиктограммы, которые появляются на дисплее и указывают на выполняемую функцию лазерной рулеткой.

Рис. 5.16.Схема основных символов и их функции:

1- лазер включен; 2,3,4 - точки отсчета расстояния соответственно - от верхнего края, нижнего края и кромки скобы; 5- измерение со штатива; 6- зарядка батареи; 7- сохранить константу; 8- вызвать константу; 9- вызов значений из памяти; 10- угол наклона; 11- вычисление площади; 12- вычисление объема; 13- вычисление периметра; 14- вычисление площади стены; 15- вычисление площади потолка; 16- однократное измерение угла наклона; 17- двойное измерение угла наклона; 18- однократное измерение по теореме Пифагора; 19- двойное измерение по теореме Пифагора; 20- звуковой сигнал; 21- установка OFFSET; 22- точка отсчета расстояния (штатив); 23- непрерывное измерение.

Функции рулетки (меню). Предварительная настройка меню позволяет выбрать различные установки рулетки, которые сохраняются в её памяти после выключения питания.

Измерения с использованием штатива (фотоштатива) позволяют измерять большие расстояния (порядка 100 - 200 м) без перемещения рулетки,

Рис. 5.17. Схема установки рулетки на фотоштативе.

 

если штатив предварительно установлен в створе линии (рис. 5.17). На задней поверхности рулетки имеется стандартное резьбовое отверстие для винта фотоштатива. Для использования этой функции, необходимо задать соответствующую точку отсчета при измерении расстояния.

Непрерывное измерение - для этого выбирают функцию «лазер включён». Теперь лазер включён постоянно и при нажатии кнопки «DIST» (рис. 5.15, 1) можно измерить расстояние.

Цифровой визир - рулетка имеет встроенную цифровую камеру, которая показывает цель в 16-ти оттенках серого цвета. Используя перекрестье визира, можно осуществлять наведение рулетки на цель и точно измерять расстояние до неё, даже если лазерного пятна не видно (рис. 5.18, б).

Цифровая камера очень полезна вне помещений на открытой местности и может использоваться для всех функций рулетки. Даже при ярком солнечном свете можно осуществлять точные измерения расстояний, как на коротких, так и на длинных дистанциях. Включить и настроить требующееся увеличение цифрового визира (1-3 кратное) можно используя кнопку «цифровой визир» (рис.5.15,2). При измерении расстояния в левом нижнем углу дисплея отображается символ песочных часов. Он отображается до тех пор, пока измерение не закончится. Цифровой визир не рекомендуется использовать при измерении расстояний менее 5 метров из-за возможных искажений, связанных с эффектом «параллакса».

Угол наклона - рулетка имеет встроенный датчик угла наклона, обеспечивающий точность измерений порядка 0,15°. Для установки единиц измерения угла наклона на экране дисплея должен появиться символ угла наклона.Удерживая корпус рулетки под определённым углом наклона получают текущее значение угла наклона, которое отобразится в средней строке дисплея. Функция измерения угла наклона работает независимо от измерения расстояния.

Точка отсчета измерений - если позиционная скоба развёрнута, рулетка «определяет» её положение и будет учитывать при выполнении измерений. По умолчанию рулетка производит измерения от её нижней поверхности. Нажимая кнопку «точка отсчёта расстояния» (рис. 5.14, 8), можно изменить установку таким образом, что следующее измерение может быть произведено от верхней поверхности рулетки. После этого рулетка автоматически возвратится к измерению от своей нижней части. Измеренное расстояние в выбранных единицах измерения появится на дисплее.

Косвенные измерения. Рулетка может измерять вертикальные расстояния с помощью датчика угла наклона. Это полезно в тех случаях, когда верхняя точка цели не отражает лазер. На верхнюю точку цели можно навестись с помощью цифрового визира. При двойном измерении угла наклона первое измерение требует только измерения угла наклона, а не расстояния. Затем вертикальное и горизонтальное расстояние вычисляется с помощью теоремы Пифагора. Этот метод можно использовать, если необходимое для измерений расстояние труднодоступно. Косвенные методы пригодны только для оценки расстояний и не могут заменить непосредственного измерения.

При выполнении косвенных измерений необходимо придерживаться следующих правил:

- все цели должны находиться в одной плоскости (рис. 5.18, а,б);

- в процессе измерений рулетка должна поворачиваться вокруг фиксированной точки (например, позиционная скоба полностью развернута и рулетка удерживается у стены или установлена на штативе).

Рис. 5.18. Схема косвенных измерений:

а - высота электропроводов; б - высота стены; в - ширина стены.

Результат измерения отобразится в главной строке дисплея, измеренное расстояние и угол во второй строке.

Сложение (вычитание) результатов - эта функция позволяет суммировать два или более результата измерений или получать их разность.

Вычисление площади (объёма) - нажимают кнопку «площадь/объем» (рис. 5.14, 6). Выполняют требуемые два или три измерения, нажав кнопку «DIST» и результат будет отображен в главной строке. Нажимают и удерживают кнопку «площадь/объем», чтобы вывести дополнительную информацию на дисплей. Повторно нажимают и удерживают кнопку «площадь/объем», чтобы вернуться к текущему вычислению площади (объема). Кратковременное нажатие клавиши позволит осуществить следующее измерение и вычисление площади (объема).

Специальные функции - при необходимости стороны для вычисления площади или объема могут быть измерены по частям. Для этого выбирают функцию «площадь/объем». Неограниченное количество частей может быть прибавлено (вычтено) при измерении стороны. Измеренное значение может быть исправлено (изменено) вручную.

Использование памяти. Можно просмотреть 30 значений (измерений или результатов вычислений), Иногда бывает необходимо сохранять и использовать часто измеряемые значения величин или константы. Вызвав из памяти значение константы можно использовать её для дальнейших вычислений.

Выключение. Если с рулеткой не производится никаких действий, то через 3 минуты автоматически выключится лазерный луч. Рулетка полностью выключается через 6 минут, если в течение этого времени ни одна кнопка не была нажата.

Прибор может оснащаться большим количеством дополнительных аксессуаров и принадлежностей, таких как алюминиевые штативы, отражатели, интерфейсные кабели, оптические визиры и прочее. Максимальная дальность измерения расстояния индивидуальна для каждой модели лазерного дальномера.

В настоящее время выпускается большое количество разнообразных электронных рулеток, технические характеристики которых приведены в прилож. 1.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое физическая величина?

2. Дайте определение размера физической величины.

3. Понятие истинного значения физической величины.

4. Что такое измерение физической величины?

5. Что такое результат измерения?

6. Каково основное различие между прямыми и косвенными измерениями?

7. Перечислить факторы, при наличии которых всегда протекает любой процесс измерения.

8. Что следует понимать под условиями измерений?

9. Чем отличаются равноточные измерения от неравноточных?

10. Как характеризуется точность измерения расстояний?

11. Что такое угол наклона линии местности?

12. Что называют горизонтальным проложением линии и по каким формулам его вычисляют?

13. Каких видов знаки используют для закрепления точек опорной геодезической сети и съемочной сети?

14. Как различают мерные приборы?

15. Для чего выполняют компарирование рабочей меры?

16. Что называется коэффициентом дальномера?

17. По каким формулам определяют горизонтальное проложение при помощи нитяного дальномера, если визирная ось не горизонтальна и не перпендикулярна к оси рейки?

18. Почему для вычисления горизонтального проложения линии результат ее измерения лентой (рулеткой) умножают на косинус угла наклона, а при измерении нитяным дальномером с вертикальной рейкой, дальномерный отсчет умножают на квадрат косинуса угла наклона?