Типы дальномеров. Дальномеры в тахеометрах

05.02.2024

Оптические дальномеры - обобщенное название группы дальномеров с визуальной наводкой на объект (цель), действие которых основано на использовании законов геометрической (лучевой) оптики. Распространены оптические дальномеры: с постоянным углом и выносной базой (например, нитяной дальномер, которым снабжают многие геодезические инструменты - теодолиты, нивелиры и т. д.); с постоянной внутренней базой - монокулярные (например, фотографический дальномер) и бинокулярные (стереоскопические дальномеры).

Оптический дальномер (светодальномер) - прибор для измерения расстояний по времени прохождения оптическим излучением (светом) измеряемого расстояния. Оптический дальномер содержит источник оптического излучения, устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмное устройство и устройство измерения временных интервалов. Оптический дальномер делятся на импульсные и фазовые в зависимости от методов определения времени прохождения излучением расстояния от объекта и обратно.

Рис. 4

Рис.5

В дальномерах измеряется не сама длина линии, а некоторая другая величина, относительно которой длина линии является функцией.

Как ранее говорилось, в геодезии применяют 3 вида дальномеров:

· оптические (дальномеры геометрического типа),

· электрооптические (светодальномеры),

· радиотехнические (радиодальномеры).

Физические основы измерений и принцип действия

Рис. 6

Пусть требуется найти расстояние АВ. Поместим в точку А оптический дальномер, а в точку В перпендикулярно линии АВ - рейку.

Обозначим: l - отрезок рейки GM, ц - угол, под которым этот отрезок виден из точки А.

Из треугольника АGВ имеем:

D=1/2*ctg(ц/2) (3.1)

D = l * сtg(ц) (3.2)

Обычно угол ц небольшой (до 1 o) , и, применяя разложение функции Ctgц в ряд, можно привести формулу (4.1.1) к виду (4.1.2). В правой части этих формул два аргумента, относительно которых расстояние D является функцией. Если один из аргументов имеет постоянное значение, то для нахождения расстояния D достаточно измерить только одну величину. В зависимости от того, какая величина - ц или l, - принята постоянной, различают дальномеры с постоянным углом и дальномеры с постоянным базисом.

В дальномере с постоянным углом измеряют отрезок l, а угол ц - постоянный; он называется диастимометрическим углом.

В дальномерах с постоянным базисом измеряют угол ц, который называется параллактическим углом; отрезок l имеет постоянную известную длину и называется базисом.

Нитяной дальномер с постоянным углом

В сетке нитей зрительных труб, как правило, имеются две дополнительные горизонтальные нити, расположенные по обе стороны от центра сетки нитей на равных расстояниях от него; это - дальномерные нити (рис.7).

Нарисуем ход лучей, проходящих через дальномерные нити в трубе Кеплера с внешней фокусировкой. Прибор установлен над точкой А; в точке В находится рейка, установленная перпендикулярно визирной линии трубы. Требуется найти расстояние между точками А и В.

Рис. 7

Построим ход лучей из точек m и g дальномерных нитей. Лучи из точек m и g, идущие параллельно оптической оси, после преломления на линзе объектива пересекут эту ось в точке переднего фокуса F и попадут в точки М и G рейки. Расстояние от точки A до точки B будет равно:

D = l/2 * Ctg(ц/2) + fоб + d (3.3)

где d - расстояние от центра объектива до оси вращения теодолита; f об -фокусное расстояние объектива; l - длина отрезка MG на рейке.

Обозначим (f об + d) через c, а величину 1/2*Ctg ц/2 - через С, тогда

D = C * l + c. (3.4)

Постоянная С называется коэффициентом дальномера. Из Dm"OF имеем:

Ctg ц/2 = ОF/m"O; m"O= p/2 (3.5)

Ctg ц/2 = (fоб*2)/p, (3.6)

где p - расстояние между дальномерными нитями. Далее пишем:

С = fоб/p. (3.7)

Коэффициент дальномера равен отношению фокусного расстояния объектива к расстоянию между дальномерными нитями. Обычно коэффицент С принимают равным 100, тогда Ctg ц/2 = 200 и ц = 34.38". При С = 100 и fоб = 200 мм расстояние между нитями равно 2 мм.

Пусть визирная линия трубы JK при измерении расстояния АВ имеет угол наклона н, и по рейке измерен отрезок l (рис. 8). Если бы рейка была установлена перпендикулярно визирной линии трубы, то наклонное расстояние было бы равно:

D = l 0 * C + c (3.8)

l 0 = l*Cos н (3.9)

D = C*l*Cosн + c. (3.10)

Горизонтальное проложение линии S определим из Д JKE:

S = D*Cosн (3.11)

S= C*l*Cos2н + c*Cosн. (3.12)

Рис. 8

Для удобства вычислений принимаем второе слагаемое равным с*Cos2н; поскольку с величина небольшая (около 30 см), то такая замена не внесет заметной ошибки в вычисления. Тогда

S = (C * l + c) * Cos 2 н (3.13)

S = D"* Cos2н (3.14)

Oбычно величину (C*l + c) назыывают дальномерным расстоянием. Обозначим разность (D" - S) через ДD и назовем ее поправкой за приведение к горизонту, тогда

S = D" - ДD (3.15)

ДD = D" * Sin 2 н (3.16)

Угол н измеряют вертикальным кругом теодолита; причем при поправка ДD не учитывается. Точность измерения расстояний нитяным дальномером обычно оценивается относительной ошибкой от 1/100 до 1/300.

Кроме обычного нитяного дальномера существуют оптические дальномеры двойного изображения.

Особенности конструкции и принцип работы

В импульсном светодальномере источником излучения чаще всего является лазер, излучение которого формируется в виде коротких импульсов. Для измерения медленно меняющихся расстоянии используют одиночные импульсы, при быстро изменяющихся расстояниях применяется импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50--100 Гц, полупроводниковые -- до 104--105 Гц. Формирование коротких импульсов излучения в твердотельных лазерах осуществляется механическими, электрооптическими или акустооптичекими затворами или их комбинациями. Инжекционные лазеры управляются током инжекции.

В фазовых светодальномерах в качестве источников света применяются накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. Оптический дальномер со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2--5 км, с газовыми лазерами при работе с оптическими отражателями на объекте -- до 100 км, а при диффузном отражении от объектов -- до 0,8 км; аналогично, Оптический дальномер с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых Светодальномерное излучение модулируется интерференционными, акустооптическим и злектрооптическими модуляторами. В СВЧ фазовых оптических дальномерах применяются электрооптические модуляторы на резонаторных и волноводных СВЧ структурах.

В импульсных светодальномерах обычно в качестве фотоприёмного устройства применяются фотодиоды, в фазовых светодальномерах фотоприём осуществляется на фотоэлектронные умножители. Чувствительность фотоприёмного тракта оптического дальномера может быть увеличена на несколько порядков применением оптического гетеродинирования. Дальность действия такого Оптического дальномера ограничивается длиной когерентности) передающего лазера, при этом возможна регистрация перемещений и колебаний объектов до 0,2 км.

Измерение временных интервалов чаще всего осуществляется счётно-импульсным методом.

дальномер лазерный оптический прибор

В наше развитое время, в огромном потоке информации современному человеку зачастую трудно уследить за всеми новшествами и изобретениями, поэтому о некоторых полезных приборах многие люди даже и не слышали, не говоря уже о владении ими. Например, длительное время в России, чтобы измерить расстояние до нужной цели, применялись дальномерные шкалы на биноклях и оптических прицелах. Такой способ был далеко не идеален, при своей простоте, он давал не надежные и не точные сведения, к тому же наблюдатель должен был знать точные размеры ориентира, что, например в чистом поле, было далеко не легким условием. Выходом из таких ситуаций стал дальномер, портативный, точный и чрезвычайно простой в управлении прибор.

Дальномер - это измерительное устройство, служащее для точного определения расстояния от наблюдателя до объекта измерения. Дальномеры по типу действия делятся на пассивные и активные, а эти два типа, в свою очередь делятся на следующие виды.

Активные:
1. Звуковые дальномеры.
2. Световые дальномеры.
3. .

Пассивные:
1. Оптические дальномеры.
2. Нитяные дальномеры.
3. Монокулярные дальномеры.
4. Стереоскопические дальномеры.

Отличие пассивного дальномера от активного заключается в принципе его работы. Принцип работы активного дальномера заключается в измерении времени, которое затрачивает посланный дальномером сигнал для прохождения расстояния до объекта и обратно. Скорость распространения сигнала (скорость света или звука) считается известной. Измерение расстояний дальномерами пассивного типа основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC, например по известной стороне AB = l (базе) и противолежащему острому углу b, так называемому параллактическому углу. При малых углах b (выраженных в радианах) h = l/ b. Одна из величин, l или b, обычно является постоянной, а другая - переменной (измеряеммой).

Кому нужен дальномер?

Особо широкое применение прибор нашел в инженерной геодезии, дальномер не заменимый помошник при строительстве путей сообщения, гидротехнических сооружеиях, линий электропередач, в военном деле он незаменим для определения расстояния до целей, в фотографии для точной и быстрой фокусировки, в туризме, в сельском хозяйстве, в системах бомбометания, в навигации, в астрономических исследованиях, в охотничье-стрелковых целях и конечно же дальномер занимает отдельную нишу в строительной деятельности.

Производители дальномеров

Впервые человечество узнало и увидело в продаже дальномеры на Западе в 1992 году, они были выпущены с безопасным лазером, но стоимость таких дальномеров было чрезвычайно высока и составляла несколько тысяч долларов. И только в 1996 году дальномеры стали реально доступны для широкого потребителя. С тех самых пор многие фирмы стали активно работать в этом направлении - это Nikon, Newcon, Bushnell, Bosch, Swarovski и Leica, которой и удалось захватить лидирующие позиции на рынке. Leica имеет шесть базовых моделей, а также одну модель выполненную в виде бинокля, остальные модели представляют собой монокуляры, приборы с одним оптическим каналом. Оптика приборов фирмы , превосходит всех имеющихся производителей мира. Качество картинки просто неповторимое, просветление на порядок лучше, чем у других приборов, а картинка очень четкая и ясная, практически без искажений. На сегодняшний день Leica лидер не только по качеству, но и по возможностям, они имеют герметичный заполненный инертным газом корпус. Так же данные о замере выводятся в поле зрения в виде светящихся цифр, что очень удобно при работе в сумерках.

Известно, что требования к качеству строительной продукции быстро растут. Возрастает и необходимость постоянного повышения общего технического уровня строительных работ, надежности, долговечности, эстетичности, технологичности строительного производства.

Инженерно-геодезические измерения и инженерно-геодезические построения занимаю особое место в общей схеме строительных работ. Они начинаются задолго до начала строительства при проведении инженерно-геодезических изысканий, выноса проектов сооружений в натуру, являются составной частью технологии строительно-монтажных работ в период всего строительства, а также сопутствуют при проверке качества строительной продукции и продолжаются в эксплуатационный период при проведении наблюдений за деформациями зданий и сооружений, если того требуют условия проекта. Поэтому вопросы точности проведения геодезических работ имеют принципиальное значение, ибо они в конечном счете определяют уровень качества и надежность выстроенных зданий и сооружений.

При оценке надежности и точности измерений главным является выбор совершенной методики геодезических работ и соответствующих приборов и оборудования, исходя из заданных технологических требований проекта и допусков. С ростом научно-технического прогресса и технического уровня строительства развивались и совершенствовались методики и приборы для проведения инженерно-геодезических работ. Дальномер - устройство, предназначенное для определения расстояния от наблюдателя до объекта. Используется в геодезии, для наводки на резкость в фотографии, в прицельных приспособлениях оружия, систем бомбометания и т.д.

Виды дальномеров

Дальномерные приспособления делятся на активные и пассивные. Активные: звуковой дальномер, световой дальномер, лазерный дальномер, и др. Пассивные: дальномеры, использующие оптический параллакс (напр. дальномерный фотоаппарат), дальномеры, использующие сопоставление объекта какому-либо образцу и др. Принцип действия дальномеров активного типа состоит в измерении времени, которое затрачивает посланный дальномером сигнал для прохождения расстояния до объекта и обратно. Скорость распространения сигнала (скорость света или звука) считается известной.

Измерение расстояний дальномерами пассивного типа основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC, например по известной стороне AB = l (базе) и противолежащему острому углу b (т. н. параллактическому углу). При малых углах b (выраженных в радианах):

h = l / b

Одна из величин, l или b, обычно является постоянной, а другая - переменной (измеряемой). По этому признаку различают дальномеры с постоянным углом и дальномеры с постоянной базой.

Лазерный дальномер

Лазерный дальномер - прибор для измерения расстояний с применением лазерного луча. Широко применяется в инженерной геодезии, при топографической съёмке, в военном деле, в навигации, в астрономических исследованиях, в фотографии. Лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения. Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно и зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом.

Рис.1. Дальномер лазерный Skil

Рис.2. Лазерный нивелир Leica

Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Так, при импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:

L=ct / 2n

где L - расстояние до объекта, c - скорость света в вакууме, n - показатель преломления среды, в которой распространяется излучение, t - время прохождения импульса до цели и обратно.

Рассмотрение этого соотношения показывает, что потенциальная точность измерения дальности определяется точностью измерения времени прохождения импульса энергии до объекта и обратно. Ясно, что чем короче импульс, тем лучше.

Физические основы измерений и принцип действия

Задача определения расстояния между дальномером и целью сводится к измерению соответствующего интервала времени между зондирующим сигналом и сигналом, отражения от цели. Различают три метода измерения дальности в зависимости от того, какой характер модуляции лазерного излучения используется в дальномере: импульсный, фазовый или фазово-импульсный. Сущность импульсного метода дальнометрирования состоит в том, что к объекту посылается зондирующий импульс, он же запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс приходит к дальномеру, то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу автоматически высвечивается перед оператором расстояние до объекта. Оценим точность такого метода дальнометрирования, если известно, что точность измерения интервала времени между зондирующим и отраженным сигналами соответствует 10 в -9 с. Поскольку можно считать, что скорость света равна 3*10в10 см/с, получим погрешность в изменении расстояния около 30 см. Специалисты считают, что для решения ряда практических задач этого вполне достаточно.

При фазовом методе дальнометрирования лазерное излучение модулируется по синусоидальному закону. При этом интенсивность излучения меняется в значительных пределах. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза сигнала, упавшего на объект. Отраженный от объекта сигнал придет на приемное устройство также с определенной фазой, зависящей от расстояния. Оценим погрешность фазового дальномера, пригодного работать в полевых условиях. Специалисты утверждают, что оператору не сложно определить фазу с ошибкой не более одного градуса. Если же частота модуляции лазерного излучения составляет 10 Мгц, то тогда погрешность измерения расстояния составит около 5 см.

По принципу действия дальномеры подразделяются на две основные группы, геометрического и физического типов.

Рис.3. Принцип действия дальномера

Первую группу составляют геометрические дальномеры. Измерение расстояний дальномером такого типа основано на определении высоты h равнобедренного треугольника ABC (рис. 3) например по известной стороне АВ = I (базе) и противолежащему острому углу. Одна из величин, I обычно является постоянной, а другая - переменной (измеряемой). По этому признаку различают дальномеры с постоянным углом и дальномеры с постоянной базой. Дальномер с постоянным углом представляет собой подзорную трубу с двумя параллельными нитями в поле зрения, а базой служит переносная рейка с равноотстоящими делениями. Измеряемое дальномером расстояние до базы пропорционально числу делений рейки, видимых в зрительную трубу между нитями. По такому принципу работают многие геодезические инструменты (теодолиты, нивелиры и др.).

Относительная погрешность нитяного дальномера - 0,3-1%. Более сложные оптические дальномеры с постоянной базой, построены на принципе совмещения изображений объекта, построенными лучами прошедшими различные оптические системы дальномера. Совмещение производится с помощью оптического компенсатора, расположенного в одной из оптических систем, а результат измерения прочитывается по специальной шкале. Монокулярные дальномеры с базой 3-10 см широко применяются в качестве фотографических дальномеров. Погрешность оптических дальномеров с постоянной базой менее 0,1% от измеряемого расстояния.

Принцип действия дальномера физического типа состоит в измерении времени, которое затрачивает посланный дальномером сигнал для прохождения расстояния до объекта и обратно. Способность электромагнитного излучения распространяться с постоянной скоростью дает возможность определять дальность до объекта. Различают импульсный и фазовый методы измерения дальности. При импульсном методе к объекту посылается зондирующий импульс, который запускает временной счетчик в дальномере. Когда отраженный объектом импульс возвращается к дальномеру, то он останавливает работу счетчика. По временному интервалу (задержке отраженного импульса), с помощью встроенного микропроцессора, определяется расстояние до объекта:

L=ct / 2

где: L - расстояние до объекта, с - скорость распространения излучения, t - время прохождения импульса до цели и обратно.

Рис.4. Принцип действия дальномера геометрического типа

АВ -база, h -измеряемое расстояние

При фазовом методе - излучение модулируется по синусоидальному закону с помощью модулятора (электрооптического кристалла, меняющего свои параметры под воздействием электрического сигнала). Отраженное излучение попадает в фотоприемник, где выделяется модулирующий сигнал. В зависимости от дальности до объекта изменяется фаза отраженного сигнала относительно фазы сигнала в модуляторе. Измеряя разность фаз, измеряется расстояние до объекта.

Особенности конструкции и принцип работы. Виды и применение

Первый лазерный дальномер имел название ХМ-23. Источником излучения в нем является лазер на рубине с выходной мощностью 2.5 Вт и длительностью импульса 30нс. В конструкции дальномера широко используются интегральные схемы. Излучатель, приемник и оптические элементы смонтированы в моноблоке, который имеет шкалы точного отчета азимута и угла места цели. Питание дальномера производится то батареи никелево-кадмиевых аккумуляторов напряжением 24в, обеспечивающей 100 измерений дальности без подзарядки. В другом артиллерийской дальномере, также принятом на вооружение армий, имеется устройство для одновременного определения дальности до четырех целей., лежащих на одной прямой, путем последовательного стробирования дистанций 200,600,1000, 2000 и 3000м.

Интересен шведский лазерный дальномер. Конструкция дальномера отличается особой прочностью, что позволяет применять его в сложенных условиях. Дальномер можно сопрягать при необходимости с усилителем изображения или телевизионным визиром. Режим работы дальномера предусматривает либо измерения через каждые 2с. в течение 20с. и с паузой между серией измерений в течение 20с. либо через каждые 4с. в течение длительного времени. Цифровые индикаторы дальности работают таким образом, что когда один из индикаторов выдает последнюю измеренную дальность, и в памяти другого хранятся четыре предыдущие измерения дистанции.

Весьма удачным лазерным дальномерам является LP-4. Он имеет в качестве модулятора добротности оптико-механический затвор. Приемная часть дальномера является одновременно визиром оператора. Диаметр входной оптической системы составляет 70мм. Приемником служит портативный фотодиод, чувствительность которого имеет максимальное значение на волне 1,06 мкм. Счетчик снабжен схемой стробирования по дальности, действующей по установке оператора от 200 до 3000м. В схеме оптического визира перед окуляром помещен защитный фильтр для предохранения глаза оператора от воздействия своего лазера при приеме отраженного импульса. Излучатель в приемник смонтированы в одном корпусе. Угол места цели определяется в пределах + 25 градусов. Аккумулятор обеспечивает 150 измерений дальности без подзарядки, его масса всего 1 кг. Дальномер прошел испытания и был закуплен в ряде стран таких как - Канада, Швеция, Дания, Италия, Австралия.

Один из портативных лазерных дальномеров выполнен в виде бинокля. Источник излучения и приемник смонтированы в общем корпусе, с монокулярным оптическим визиром шестикратного увеличения, в поле зрения которого имеется световое табло из светодиодов, хорошо различимых как ночью, так и днем. В лазере в качестве источника излучения используется аллюминиево-иттриевый гранат, с модулятором добротности на ниобате лития. Это обеспечивает пиковую мощность в 1,5 Мвт. В приемной части используется сдвоенный лавинный фотодетектор с широкополосным малошумящим усилителем, что позволяет детектировать короткие импульсы с малой мощностью, составляющей всего 10 в -9 Вт. Ложные сигналы, отраженные от близлежащих предметов, находящихся в стволе с целью, исключается с помощью схемы стробирования по дальности. Источником питания является малогабаритная аккумуляторная батарея, обеспечивающая 250 измерений без подзарядки. Электронные блоки дальномера выполнены на интегральных и гибридных схемах, что позволило довести массу дальномера вместе с источником питания до 2 кг.

Рис.5. Лазерный прицел-дальномер

Лазерные дальномеры на рубине и неодимовом стекле обеспечивают измерение расстояния до неподвижной или медленно перемещающихся объектов, поскольку частота следования импульсов небольшая. Не более одного герца. Если нужно измерять небольшие расстояния, но с большей частотой циклов измерений, то используют фазовые дальномеры с излучателем на полупроводниковых лазерах. В них в качестве источника применяется, как правило, арсенид галлия. Вот характеристика одного из дальномеров: выходная мощность 6,5 Вт в импульсе, длительность которого равна 0,2 мкс, а частота следования импульсов 20 кГц. Расходимость луча лазера составляет 350*160 мрад т.е. напоминает лепесток. При необходимости угловая расходимость луча может быть уменьшена до 2 мрад. Приемное устройство состоит из оптической системы, а фокальной плоскости которой расположена диафрагма, ограничивающая поле зрения приемника в нужном размере. Коллимация выполняется короткофокусной линзой, расположенной за диафрагмой. Рабочая длина волны составляет 0,902 мкм, а дальность действия от 0 до 400м. В печати сообщается, что эти характеристики значительно улучшены в более поздних разработках. Так, например уже разработан лазерный дальномер с дальностью действия 1500м. и точностью измерения расстояния + 30м. Этот дальномер имеет частоту следования 12,5 кГц при длительности импульсов 1 мкс. Другой дальномер, разработанный в США имеет диапазон измерения дальности от 30 до 6400м. Мощность в импульсе 100Вт, а частота следования импульсов составляет 1000 Гц.

Поскольку применяется несколько типов дальномеров, то наметилась тенденция унификации лазерных систем в виде отдельных модулей. Это упрощает их сборку, а также замену отдельных модулей в процессе эксплуатации. По оценкам специалистов, модульная конструкция лазерного дальномера обеспечивает максимум надежности и ремонтопригодности в полевых условиях.

Модуль излучателя состоит из стержня, лампы-накачки, осветителя, высоковольтного трансформатора, зеркал резонатора. модулятора добротности. В качестве источника излучения используется обычно неодимовое стекло или аллюминиево-натриевый гранат, что обеспечивает работу дальномера без системы охлаждения. Все эти элементы головки размещены в жестком цилиндрическом корпусе. Точная механическая обработка посадочных мест на обоих концах цилиндрического корпуса головки позволяет производить их быструю замену и установку без дополнительной регулировки, а это обеспечивает простоту технического обслуживания и ремонта. Для первоначальной юстировки оптической системы используется опорное зеркало, укрепленное на тщательно обработанной поверхности головки, перпендикулярно оси цилиндрического корпуса. Осветитель диффузионного типа представляет собой два входящих один в другой цилиндра между стенками которых находится слой окиси магния. Модулятор добротности рассчитан на непрерывную устойчивую работу или на импульсную с быстрым запусками. основные данные унифицированной головки таковы: длина волны - 1,06 мкм, энергия накачки - 25 Дж, энергия выходного импульса - 0,2 Дж, длительность импульса 25нс, частота следования импульсов 0,33 Гц в течение 12с допускается работа с частотой 1 Гц), угол расходимости 2 мрад. Вследствие высокой чувствительности к внутренним шумам фотодиод, предусилитель и источник питания размещаются в одном корпусе с возможно более плотной компоновкой, а в некоторых моделях все это выполнено в виде единого компактного узла. Это обеспечивает чувствительность порядка 5*10 в -8 Вт.

В усилителе имеется пороговая схема, возбуждающаяся в тот момент, когда импульс достигает половины максимальной амплитуды, что способствует повышению точности дальномера, ибо уменьшает влияние колебаний амплитуды приходящего импульса. Сигналы запуска и остановки генерируются этим же фотоприемником и идут по тому же тракту, что исключает систематические ошибки определения дальности. Оптическая система состоит из афокального телескопа для уменьшения расходимости лазерного луча и фокусирующего объектива для фотоприемника. Фотодиоды имеют диаметр активной площадки 50, 100, и 200 мкм. Значительному уменьшению габаритов способствует то, что приемная и передающая оптические системы совмещены, причем центральная часть используется для формирования излучения передатчика, а периферийная часть - для приема отраженного от цели сигнала.

Особенности конструкции и принцип работы оптических дальномеров

Рис.6. Современный оптический дальномер

В геодезии применяют 3 вида дальномеров: оптические (дальномеры геометрического типа), электрооптические (светодальномеры), радиотехнические (радиодальномеры).

В импульсном светодальномере источником излучения чаще всего является лазер, излучение которого формируется в виде коротких импульсов. Для измерения медленно меняющихся расстоянии используют одиночные импульсы, при быстро изменяющихся расстояниях применяется импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50-100 Гц, полупроводниковые - до 104-105 Гц. Формирование коротких импульсов излучения в твердотельных лазерах осуществляется механическими, электрооптическими или акустооптичекими затворами или их комбинациями. Инжекционные лазеры управляются током инжекции.

Рис.7. Оптический дальномер типа «Чайка»

В фазовых светодальномерах в качестве источников света применяются накальные или газосветные лампы, светодиоды и почти все виды лазеров. Оптический дальномер со светодиодами обеспечивают дальность действия до 2-5 км, с газовыми лазерами при работе с оптическими отражателями на объекте - до 100 км, а при диффузном отражении от объектов - до 0,8 км; аналогично. Оптический дальномер с полупроводниковыми лазерами обеспечивает дальность действия 15 и 0,3 км. В фазовых светодальномерное излучение модулируется интерференционными, акустооптическим и злектрооптическими модуляторами. В сверхвысокой частоты фазовых оптических дальномерах применяются электрооптические модуляторы на резонаторных и волноводных сверхвысокой частоты структурах.

В импульсных светодальномерах обычно в качестве фотоприёмного устройства применяются фотодиоды, в фазовых светодальномерах фотоприём осуществляется на фотоэлектронные умножители. Чувствительность фотоприёмного тракта оптического дальномера может быть увеличена на несколько порядков применением оптического гетеродинирования. Измерение временных интервалов чаще всего осуществляется счётно-импульсным методом.

Дальномер – является лучшим прибором для измерения расстояния на длинные дистанции. Дальномер тахеометра характеризуется не только точностью, но и дальностью. Как правило, это дальность измерения расстояний до одной призмы. Следует отметить, что эти характеристики связаны друг с другом.

Несмотря на то что значительная часть объема измерений тахеометром не превышает 500–1000 м, периодически приходится измерять значительно более длинные расстояния. Поэтому наилучшими сегодня являются дальномеры с точностью измерений не ниже 2 мм + 2 ррм при дальности 3000–4000 м. Эти параметры должны стать стандартными в будущем для большинства тахеометров. Увеличение дальности измерений в ущерб точности нецелесообразно и неэффективно.

Ожидается, что в целом на мировом рынке в ближайшем будущем стоимость самого оборудования снизится, а встроенных программных средств и их приложений повысится. Стоимость сервиса и запасных частей также должна снизиться вследствие увеличения надежности работы приборов и продления срока их жизнедеятельности. Однако затраты на обучение и поддержку пользователей, очевидно, увеличатся из-за усложнения конфигурации систем, возможностей их модернизации и многофункционального применения.

Всем привет. Сегодня рассмотрим необычный монокулярный лазерный дальномер на 600м. У прибора такого типа достаточно широкие сферы применения, от охоты, рыбалки, гольфа до каких либо тактических игр. Но обозреваемый экземпляр обижен производителем, урезаны некоторые функции Все функции оставили только в старших моделях.
Принцип работы у лазерных дальномеров: излучатель испускает лазерные импульсы, приёмник принимает отражённые от объекта, микросхема определяет результат по задержке принимаемых импульсов.
Перейдем к нашему образцу.
Дальномер упакован в плотную коробку.

Комплектация:
Дальномер
Чехол со шнурком
Ткань для чистки объектива
Инструкция на англ.

Характеристики
Диапазон измерения: 5-600m
Точность измерения: ±1 м
Длина волны лазера: 905 нм
Увеличение: 6X
Диаметр объектива: 24 мм
Ручная фокусировка
Рабочая температура: -60 ° ~ 60 °
Батарея: 3V CR2
Размеры: 11 * 7.5 * 4.5см
Масса: 174г.

Фото дальномера.

Есть чехол, очень удобно для переноски, ну и наверно немного защитит от небольших механических воздействий. От брызг и пыли точно.

В чехле.

Размеры

Питается от батарейки CR2 3В

На верхней стороне дальномера находятся 2 кнопки: включения и переключения меры измерения(метры-ярды).
После включения прибора в окуляре включаются визирные линии (перекрестье линий), как в оптическом прицеле для облегчения наведения, появляетя буква М (метры) и флажок, наверно для старших моделей.

Резкость изображения можно подстроить вращением кольца наглазника. Ход кольца небольшой и жесткий.

При кратковременном нажатии на кнопку включения происходит мгновенное измерение и на экране появляется результат измерения. Если зажать кнопку включения и держать, включается режим непрерывного сканирования. На перекрестье линий появляется маленький кружок.

Самое дальнее расстояние, которое смог измерять из окна.

Качество замера зависит от множества факторов: величины объекта, цвет поверхности и даже погодные условия.
Сравнил показания замеров с обычным дальномером. ПРИМЕРНО они одинаковые, потому что показания нашего девайса не имеют десятых, только целые. Например 4м и 4.2 м.

Скажу о минусах.
-Если измерять расстояние до предмета через стекло, в 80% замер не происходит. Но думаю мало кто будет проводить измерения через стекло.
-Нет крепления под штатив. Кому то это будет критично, т.к. при замере на дальних расстояниях очень трудно сделать замер на маленький объект, навести перекрестье.
Как дальномер, девайс однозначно мне нравится. Очень компактный и удобный в работе. Со своей главной задачей он справляется и очень хорошо. О точности на дальних расстояниях ничего сказать не могу.
Всем спасибо. Есть вопросы, задавайте.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +6 Добавить в избранное Обзор понравился +18 +36

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 и , поскольку дает возможность получить точные данные о расстоянии к объекту за считанные секунды. При этом оператор использующий прибор может находиться на одном месте. Это намного удобней и быстрее. При этом получаются точные показатели с минимальной погрешностью. К примеру, если измерять расстояние между двумя объектами на ландшафте, то при применении обыкновенной измерительной рулетки может возникнуть большая погрешность в связи с наличием на траектории движения неровностей и углублений. Дальномеры проводят измерения по идеально прямой линии, сводя на нет факторы, влияющие на точность.

Применение подобного оборудования в быту неоправданно. Его могут использовать строители, но только те, которые занимаются возведением зданий, а не внутренней отделкой. Стоимость подобного инструмента, а также затраты времени на его выставление, делают его применение для монтажной разметки на стенах неактуальным. В том же случае если необходимо обозначить границы для заливки фундамента или рытья большого котлована для крупных зданий, тогда естественно дальномер будет намного удобнее, чем рулетка.

Также дальномеры часто используют фотографы, которые предпочитают снимать пейзажи. Интересует это оборудование и астрономов, геодезистов, военных и мореплавателей. Это сугубо профессиональный инструмент, который не стоит покупать любителю, планирующему его использование от случая к случаю.

Виды дальномеров по принципу работы

По принципу работы существующие конструкции дальномеров разделяют на две категории:

Активные.
Пассивные.

Активные наводятся объективом на точку, к которой необходимо измерить расстояние, после чего отправляют на нее световой или звуковой сигнал. Достигнув поверхности предмета, тот отражается и возвращается обратно. Чувствительный элемент прибора улавливает волну и рассчитывает расстояние к объекту на основе времени, которое ушло на ее передвижение.

Активные дальномеры бывают следующих видов:

Звуковые.
Световые.
Лазерные.

Что касается пассивных , то они не посылают никаких сигналов. Определение расстояния осуществляется по совершенно другому принципу. Такие инструменты работают по законам геометрии. С помощью пассивных приборов осуществляется вычисление построенного равнобедренного треугольника, по параметрам которого можно высчитать расстояние.

Пассивные дальномеры бывают:

Оптические.
Нитевые.

Ультразвуковой дальномер

Является самым неточным устройством, работающим по активному принципу. Это оборудование имеет схожий метод с тем, что используют для ориентирования дельфины или летучие мыши. Прибор создает звуковую волну, направленную вперед на объект, к которому нужно померить расстояние. При достижении импульсом преграды создается эхо, которое отбивается и попадает на чувствительную часть ультразвукового устройства.

Такие приборы используют звук с высокой частотой около 40 Кгц. Он неуловимый уху человека, поэтому применение подобного дальномера не вызывает никакого дискомфорта. Это сравнительно недорогие устройства, но чтобы ими воспользоваться, необходимо правильно направить импульс, на что уходит время. Конечно, рулеткой мерить намного дольше, но лазерные инструменты более совершенные, чем ультразвуковые.

Лазерный дальномер

Один из самых востребованных. Он направляет на объект пучок света, который отбивается и возвращается на чувствительный сенсор устройства. По тому времени, которое уходит на движение пучка света туда и обратно прибор автоматически рассчитывает дистанцию. Таким образом, оператор просто считывает готовые цифровые данные с дисплея.

Такие устройства могут комплектоваться лазером различной мощности. Дальность измерения зависит именно от яркости излучателя. В продаже можно встретить строительные дальномеры с диапазоном действия от 20 до 50 м. Также бывают более мощные устройства, которыми пользуются геодезисты. Лазерные приборы очень надежные, а главное могут ремонтироваться. Практически любая деталь, которая вышла из строя, может быть заменена в сервисном центре.

Лазерные дальномеры являются электронным устройством, которое нуждается в источнике питания. В качестве него может выступать встроенная аккумуляторная батарея или обыкновенные пальчиковые . В плане экономии лучшее устройство на аккумуляторе, которое можно заряжать от электросети. Себестоимость обеспечения его работы намного ниже, чем при периодической покупке батареек для смены.

Важным преимуществом, которым обладает лазерный дальномер, является возможность измерения расстояния к определенной точке. Инструменты прочих типов такой функции не имеют. Пучок лазерного луча очень тонкий, поэтому он доходит до требуемого участка объекта и отбивается от него обратно. Если поверхность является рельефной, к примеру отвесная скала, то только такое устройство даст возможность получить точные данные.

При использовании лазерного дальномера для измерения расстояния от очень удаленных объектом в несколько сотен метров устройство должно закрепляться на штативе. Дело в том, что дрожание рук при столь значительной дистанции не позволит оборудованию уловить отраженный сигнал, а также изначально направить его прямо в цель. Если же прибор будет закреплен неподвижно, то это позволит избежать подобных факторов влияющих на погрешность.

Точность измерения лазерным дальномером во многом зависит от условий, в которых осуществляется работа. Под открытым небом при хорошем солнечном освещении устройство теряет свою чувствительность, особенно если приходится действовать на большие дистанции. Также оно плохо работает в туман, но эта проблема присуща всем типам дальномеров, поскольку для них нужна прямая видимость.

Оптический дальномер

Работает по пассивному принципу. Такие устройства часто используют геодезисты, поскольку инструмент поддерживает измерения на дальние расстояния. При необходимости осуществлять топографические работы лучше выбрать оборудование этого типа. Такие приборы работают по всем известной теореме Пифагора, которая является одной из самых главных в геометрии.

Подобные инструменты не имеют датчика, который автоматически определяет расстояние. Смотря в окуляр оптического дальномера нужно визуально зафиксировать данные специальной шкалы, поэтому получение погрешности является неизбежной.

Хотя оптические дальномеры и весьма удачный вариант для дальних измерений, но если нужно померить дистанцию до отвесного объекта с рельефной поверхностью, к примеру отвесной скальной стены, то при взгляде через зрительную трубку данная поверхность будет выглядеть обычной плоскостью. В результате полученные параметры дистанции будут иметь значительную погрешность и показания расстояния в целом, а не к определенной точке отсчета.

Оптические дальномеры бывают монокулярными и стереоскопическими. Их принцип работы немного отличается, поскольку первые позволяют вычислять расстояние используя геометрические формулы для прямоугольного треугольника, а вторые для равнобедренного. Монокуляр стоит дешевле, чем дальномер с двумя зрительными трубками. Кроме этого он менее удобен, поскольку вызывает утомление оператора. Смотреть через стереоскопические дальномеры комфортнее, а кроме этого они способны определить расстояние до движущегося объекта.

Нитевый дальномер

Работает схожим принципом с оптическим. Для осуществления измерения применяются геометрические вычисления. Устройство применяется со специальной рейкой с нанесенной на нее шкалой делением в 2 см. Она переносится к той точке, до которой необходимо измерить расстояние. Планка устанавливается горизонтально. Она укапывается в грунт или поддерживается специальными подставками. В крайнем случае ее может удерживать напарник руками. После того как рейка установлена необходимо вернуться к точке от которой нужно провести измерение и посмотреть на шкалу планки через объектив устройства. Его зрительная труба имеет установленные тонкие горизонтальные нити. Просматривая через глазки дальномера нужно подсчитать, сколько делений на шкале планки помещается между двумя линиями. После получения данных остается провести расчет по специальной табличке или формуле, в зависимости от желания.

Такое оборудование является довольно точным, но весьма неудобным. Дело в том, что при его применении в любом случае придется отправиться к объекту, к которому нужно померить дистанцию, чтобы установить рейку со шкалой. После необходимо будет вернуться к устройству и посмотреть через зрительную трубку. Если речь идет о расстояниях в несколько сотен метров, то подобные переходы заберут много времени и сил. В связи с этим специалисты, которые пользуются подобными дальномерами, обычно действуют с напарником. Оборудование других типов позволяет работать одному.