Лазерные дальномеры: особенности и правила выбора

Какая дальность замеров бывает и какая нужна для дома?

Лазерные дальномеры имеют дальность действия лазера от 10 до 500 м. Некоторые строители считают, что чем большее расстояние способен замерить прибор, тем лучше. В целом так и есть, но «дальнобойные» рулетки дороже, более громоздки и менее точны. В домашних условиях и на мелких заказных работах редко когда нужна рулетка с дальностью замера больше 20 м. Если вы занимаетесь ремонтом квартир, берите устройство, которое может измерять расстояние 15 – 20 м – этого вам хватит за глаза. Например, можно взять относительно недорогой Bosch GLM 20 Professional — он довольно точный, работает без сбоев и компактный.

Если вы работаете проектировщиком и вам нужно производить замеры участков еще до начала строительства, тогда вам понадобится устройство с дальностью действия луча до 300 м. Однако стоит помнить, что ценник на них может достигать 2000 — 3000 долларов, а за такие деньги можно купить хороший нивелир

Поэтому для масштабных работ важно сравнить все «за» и «против» каждого прибора и выбрать оптимальный вариант под конкретные задачи

Рейтинг популярных моделей

Современный рынок измерительного оборудования представляет лазерные дальномеры в широком ассортименте. Ниже представлен обзор самых популярных моделей, отзывы о которых можно увидеть в интернете наиболее часто.

• Немецкий лазерный дальномер Tape оснащён влагоударным корпусом и памятью, хранящей информацию о 20 последних измерениях. Прибор выдерживает падение с 10-метровой высоты и способен работать при температуре воздуха от -30 до 55 градусов и влажности до 98%. Модель отличается высокой точностью измерений и имеет погрешность не более 2 мм. Программное обеспечение позволяет определять высоту конструкций с расстояния, используя при этом формулу Пифагора, а возможность работы с препятствиями даёт возможность производить замеры сквозь преграды. Модель оснащена подсветкой, четырёхстрочным жидкокристаллическим дисплеем и высокоточным мощным лазером, а время расчёта нужных параметров не превышает 2 секунд. Стоимость инструмента составляет 5200 рублей.
• Модель немецкого бренда Stabila LD 420 Set 18378 выпускается в Венгрии и стоит 15 880 рублей. Прибор предназначен для работы с большими расстояниями и относится к категории профессионального инструмента. Дальномер полностью отвечает строгим международным требованиям, выпускается в соответствии со стандартом ISO 16331-1, отличается пыле- и влагонепроницаемым корпусом и не боится падений с высоты. Прибор работает от двух элементов питания типа ААА напряжением 1,5 В, вес его составляет 150 г, габариты длины, ширины и высоты – 155х80х220 мм.

• Дистанционная лазерная модель Hilti PD-E оснащена светодиодным дисплеем, изображения на котором хорошо видны даже при ярком солнечном свете. На приборе установлен датчик, способный измерять угол наклона до 360 градусов, что позволяет использовать его в качестве угломера. Изделие также оборудовано видоискателем и может использоваться вне помещений. Величина погрешности составляет 1 мм, дальность измерения – до 200 м, класс защиты – IP 65. Модель оснащена лазером 2 класса мощностью до 1мВт, способна работать в температурном диапазоне от -10 до 50 градусов и выпускается в габаритах 129х60х28 мм. Алкалиновых элементов питания хватает на 5 000 измерений, весит прибор 200 г, стоит 24 000 рублей.
• Модель китайской сборки Instrumax Sniper 50 IM0107 выпускается в соответствии со стандартом IP54 и оснащена лазерным диодом с длиной волны 650 нм, способным работать с расстояниями до 50 м. Жидкокристаллический дисплей оборудован яркой подсветкой, вес прибора составляет 115 г, а в качестве источника питания используются три батарейки типа ААА напряжением 1,5 В. Дальномер имеет две точки отсчёта, весит 250 г, производится в габаритах 174х126х66 мм и стоит 3 159 рублей.

• Лазерный дальномер японского производства Makita LD050P предназначен для измерения расстояний дальностью до 40 метров, однако при наличии отражателя диапазон увеличивается до 50. Встроенный микропроцессор способен складывать и вычитать расстояния, а также вычислять площадь и хранить в памяти 5 последних результатов. Питается прибор от двух батареек типа ААА напряжением 1,5 В, имеет 2 точки отсчёта и весит 260 г. Модель не приспособлена для работы со штативом и не имеет прицела, из-за чего относится к категории непрофессионального инструмента и прекрасно подходит для домашнего использования. Устройство выпускается в размерах 180х130х65 мм и стоит 5 519 рублей.
• Модель американского бренда Dewalt DW 03050 выпускается в Венгрии, предназначена для ремонтно-строительных работ и способна выполнять замеры на расстоянии до 50 м. Микропроцессор может выполнять весь стандартный набор вычислений, хранить в памяти 5 последних результатов и производить измерения как в метрической, так и в дюймовой системах. Изделие соответствует классу защиты IP65, благодаря чему не пропускает пыль внутрь корпуса и может использоваться под дождём. Весит устройство 280 г, работает от двух батареек типа ААА, выпускается в габаритах 180х126х75 мм и стоит 6 925 рублей.
• Лазерный дальномер Tesla M-40 Touch способен работать в диапазоне от 20 до 40 м, работает от элементов питания ААА и имеет погрешность 2 мм. Прибор может эксплуатироваться при температуре от 0 до 40 градусов, оснащён лазером 2 класса с длиной волны 630 нм и предназначен для домашнего использования. Стоимость прибора составляет 2 550 рублей.

О том, в каких случаях применяется лазерный дальнометр, смотрите в видео ниже.

Лучшие полупрофессиональные лазерные дальномеры

Модели этой категории обладают расширенным набором функций. Помимо измерения расстояния на дальности от 40 м, они способны также производить сложение, вычитание данных, вычислять объем и площадь.

Полупрофессиональные дальномеры отличаются умеренной стоимостью и могут использоваться не только в домашних работах, но и на открытом пространстве.

Laserliner LaserRange-Master T4 Pro

4.9

★★★★★
оценка редакции

96%
покупателей рекомендуют этот товар

Модель оснащена датчиком наклона 360°, позволяющим вычислить вертикальную и горизонтальную составляющую измеряемого расстояния.

Прибор также способен определить площадь и объем помещения, обладает функцией «Пифагор» для расчета высоты зданий и размеров прямоугольных ниш.

Дальность измерения — 40 метров, погрешность при этом не превышает 2 мм. Лазерная рулетка оснащена трехстрочным сенсорным экраном с подсветкой и отвечает классу защиты IP54, гарантирующему устойчивость устройства к воздействию пыли и влаги.

Достоинства:

• широкие возможности измерения;
• выбор точки отсчета;
• защита от внешнего воздействия;
• поддержка Bluetooth.

Недостатки:

сложность управления.

Laserliner LaserRange-Master T4 Pro будет полезен при работе в неблагоприятных условиях, использования в труднодоступных местах. Его стоит приобрести для решения сложных измерительных задач.

Stabila LD 420 Set

4.9

★★★★★
оценка редакции

92%
покупателей рекомендуют этот товар

Главным преимуществом модели является стабильная работа в неблагоприятных условиях. Она обеспечивается ударопрочным кожухом, а также защите корпуса от попадания внутрь влаги и пыли, соответствующей классу IP65.

К дополнительным возможностям устройства стоит отнести функции непрерывного измерения, вычисления объема и площади объекта. Прибор ведет работу на расстоянии до 100 метров и дает погрешность не более 1 мм.

Достоинства:

• точность измерений;
• долгий срок службы;
• широкие возможности;
• удобное управление;

Недостатки:

энергозатратен.

Stabila LD 420 Set будет полезна при работе на масштабных строительных объектах. Отличный выбор для использования на открытом воздухе.

Veber 6х26 LR 800

4.8

★★★★★
оценка редакции

89%
покупателей рекомендуют этот товар

Особенностями модели являются эргономичный дизайн и простота управления. Все благодаря светодиодной подсветке, наличию всего двух кнопок и интуитивно понятному интерфейсу.

Прибор способен определить дистанцию до цели на расстоянии около 800 метров с погрешностью не более 100 см.

Для точного наведения на необходимую точку устройство оснащено монокуляром с шестикратным увеличением.

Достоинства:

• большая дальность измерений;
• удобное управление;
• защита от влаги и пыли;
• точность наведения на объект.

Недостатки:

крупные габариты.

Veber станет отличным приобретением для людей, ведущих активный образ жизни. Он пригодится на охоте, в стрелковых видах спорта и в многодневных походах.

Stanley TLM165

4.8

★★★★★
оценка редакции

87%
покупателей рекомендуют этот товар

Устройство способно не только производить измерения, но и проводить с полученными значениями ряд вычислений. К ним относится определение площади и объема, сложение и вычитание.

Диапазон измеряемых расстояний — от 0,1 до 50 метров, погрешность составляет около 1,5 мм. Прибор ведет статистику замеров, позволяющую анализировать и сравнивать получаемые результаты. Для удобства пользователя экран дальномера имеет двухстрочное разделение и подсветку.

Достоинства:

• точность измерений;
• защита от влаги и пыли;
• компактность;
• архив замеров.

Недостатки:

слабая видимость на улице.

Stanley TLM165 подойдет для несложных инженерных работ в помещении. Его можно рекомендовать как домашним мастерам, так и профессионалам.

Зубр ДЛ-30

4.7

★★★★★
оценка редакции

87%
покупателей рекомендуют этот товар

Смотрите обзор

Управление устройством производится с помощью трех кнопок на передней панели, каждая операция сопровождается звуковым сигналом и индикацией. Модель оснащена функциями трекинга, «Пифагора», измерения длины, площади и объема.

Прибор отличается долгой работой на одном заряде аккумулятора — более 10000 измерений. Зубр ДЛ-30 обладает двумя точками отсчета для удобства использования и автоматически отключается через 180 секунд бездействия.

Достоинства:

• богатый функционал;
• удобство работы;
• простая настройка;
• экономичное энергопотребление.

Недостатки:

маленький дисплей.

Зубр ДЛ-30 стоит приобрести для использования в строительных работах или прокладывании сетей энергоснабжения.

Простота и надежность устройства гарантируют стабильное его функционирование на протяжении длительного времени.

На чем основана работа лазерного дальномера

Нет никакого сомнения в том, что все высокотехнологичные разработки в первую очередь проходят «апробацию» в военной сфере. Когда автор этих строк в далеком 1981 году поступил в Одесское высшее артиллерийское училище, первые навыки ведения разведки осваивались еще на стереоскопических дальномерах ДС-1 и ДС-2. Но, кстати, работать на них с достаточной степенью точности могли очень немногие. Поэтому великим «откровением» для нас стало изучение лазерного дальномера ДАК-1, который в те годы считался секретным образцом вооружения.

Дальномер артиллерийский квантовый ДАК-1 – когда-то считался чудом современной техники. Но это только приемо-передатчик, а к нему ещё шел массивный приборный блок с аккумуляторами питания.

Нашу радость омрачало лишь то, что доставка дальномера на наблюдательный пункт превращалась в немалое испытание. Комплект представлял собой два тяжеленных металлических ящика и треногу. Поэтому, хорошенько попотев на занятиях, мы строили смелые мечты, что когда-нибудь подобная техника станет намного компактнее, и будет являться чуть ли не предметом индивидуальной экипировки артиллерийского разведчика.

Так оно и получилось, но значительно позднее.

Со временем военные разработки перекочевали и в общедоступную сферу, в частности — в строительство. А развитие технологий привело к тому, что прибор такого принципа действия сейчас можно запросто купить в магазине.

Безусловно, лазерные дальномеры, которые сегодня предлагаются потребителю, по своим возможностям все равно уступают современной военной технике. Но от них и не требуется измерений, исчисляемых многими сотнями метров и километрами. А вот принцип работы и тех и других – очень схожий.

Измерение расстояния основано на способности оптически непрозрачной поверхности отражать направленный на нее световой поток. То есть, если направить на «цель» мощный световой импульс, выработанный встроенным излучателем (лазером), а затем засечь отраженный сигнал, то, зная скорость света, можно определить и расстояние до объекта.

Но на деле измерение производится несколько иначе. Дело в том, что скорость света – огромна, и при небольших измеряемых расстояниях приходится оперировать крайне малыми временными интервалами, измеряемыми наносекундами. Изготовить компактный таймер, который мог бы очень точно производить засечку столь малых интервалов – очень сложная и дорогостоящая задача. Поэтому в строительных дальномерах используется принцип зачески фазового сдвига отраженного светового инфракрасного импульса.

Принцип измерения дальности дол объекта по фазовому сдвигу отраженного инфракрасного луча

При нажатии кнопки пуска излучатель лазерного дальномера генерирует световой луч строго определенной длины волны и частоты. Направленный на в нужную точку луч отражается от неё, и принимается фотоприемником прибора. Во встроенном микропроцессоре сравниваются фазы луча на выходе из прибора и отраженного. Так как частота и длина волны излучения известны, с высокой точностью можно оценить расстояние, пройденное лучом. Погрешность обычно составляет не более половины длины волны, что дает ошибку в пределах 1÷1,5 мм на метр измеряемого расстояния, что для условий строительства считает отличным показателем.

Существуют и иные типы дальномеров. Так, в мощных приборах, способных точно оценивать дистанции в сотни и более метров, устанавливается мощный импульсный лазер, не дающий рассевания пучка света, и высокоточный таймер, способный с высочайшей точностью замерять временные интервалы. Но стоимость таких приборов – очень велика, и в бытовых условиях применения им не находится.

Для измерения расстояний применяется и принцип отражения звуковых волн. Он реализован в ультразвуковых электронных «рулетках».

Применяется для измерения дальности и принцип отражения звуковых волн. Такие ультразвуковые «рулетки» есть в продаже, они рассчитаны на работу на небольших дистанциях. Судя по отзывам, их не особо хвалят опытные строители, хотя, это и некатегоричное суждение.

Но в данной статье в дальнейшем остановимся только на лазерных дальномерах фазового типа.

Назначение дальномера

Основная задача дальномера – определение расстояния до заданного объекта.

При этом прибор выполняет очень точные замеры, а главное – делает это предельно быстро.

Главное преимущество перед подобными инструментами – возможность вычислить расстояние до недоступного объекта.

Используется при проведении геодезических работ различной сложности, для разметки на строительных площадках, в мореходстве и военном деле, астрономии, фотографии и других областях.

В быту часто используются строительные дальномеры – лазерные приборы, которые сегодня должен иметь каждый уважающий себя мастер.

Относительно высокая стоимость полностью оправдывается скоростью и точностью измерений, а также удобством работы.

Устройство и характеристики

Простейший лазерный бытовой дальномер состоит из приемника и излучателя.

Оба компонента собраны в корпусе, на котором расположен дисплей и кнопки управления.

Последние могут отличаться для каждой выбранной модели.

Среди дополнений наиболее часто встречаются:

• Уклономер;
• Таймер;
• Различные арифметические операции;
• Выбор точки отсчета (нулевой точки) и др.

Принцип работы лазерного прибора заключается в определении времени, за которое световой луч, посланный базой, вернется обратно, будучи отраженным.

За фиксацию момента приема отвечает специальный датчик, а полученный результат выводится в цифровом значении на экране прибора.

Простейшие модели выполняют измерения с точностью до 3 мм, в то время как для профессиональных вариантов, показатель погрешности не превышает 1,5 мм.

Определяющей характеристикой также является дальность работы, которая полностью зависит от конкретной модели.

В большинстве случаев этот показатель не превышает 200 м.

Уличные лазерные дальномеры при измерении расстояний до 300 м в работе требуют наличия отражающей пластины и видоискателя.

ГОСТ

Стандарты некоторых видов дальномерных приборов регламентированы ГОСТом.

Часть из них нормирована еще при СССР.

С появлением новых типов измерений начали фиксироваться и новые стандарты.

Например, для геодезических приборов существует ГОСТ 21830 – 76, вступивший в силу в 1976 году, а для лазерных спутниковых устройств с 2017 года ГОСТ Р 8.913-2016.

Материал

Корпус лазерного дальномера изготавливается из ударопрочного пластика.

Устойчивость к механическим воздействиям повышают прорезиненные вставки и накладки, которые дополнительно препятствуют скольжению.

Подобные материалы применяется и при изготовлении оптических вариантов прибора.

Также корпус имеет важный параметр – класс защиты, который указывается в буквенно-цифровой кодировке, и свидетельствует о степени защищенности внутренних элементов от проникновения инородных частиц и влаги.

Наиболее распространен IP54, где цифры “5” говорит о том, что в прибор могут проникнуть мелкие частицы пыли, но это не отразится на работоспособности прибора.

А маркировка “4” говорит о невосприимчивости к водным брызгам.

Размеры и вес

В зависимости от типа прибора, его размер колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров (устаревшие оптические модели, которые более не используются).

Средние габариты типового лазерного устройства составляют порядка 120х55х35.

Все зависит от формы корпуса, который производители стремятся сделать эргономичным.

На самом деле, по размерам инструмент схож с мобильным телефоном.

При этом вес составляет порядка 100 – 200 грамм.

Функции лазерных дальномеров

Определение расстояния из разных точек отсчета

У лазерного дальномера есть несколько точек отсчета, что связано с особенностями измерения. Луч лазера исходит из корпуса прибора, так что при измерении расстояния от одной стены до другой придется учитывать длину этого корпуса. Чтобы не пришлось вести такие подсчеты в уме, в дальномерах настраивается точка отсчета. Она ведется от заднего торца устройства, от переднего торца или от упорной скобы (при ее наличии). Когда нужно узнать точную длину объекта, скобу выдвигают на 90 градусов (фактически цепляют за край объекта). Если нужно мерить из угла, то скобу выдвигают на 180 градусов, ведь сам прибор строго в угол не поместится.

Измерение площади и объема

Для измерения лазерным дальномером площади прямоугольника нужно определить его длину, ширину и нажать на специальную кнопку. Прибор рассчитает площадь фигуры и выведет результат на экран. Для определения объема параллелепипеда придется измерить его длину, ширину и высоту. Некоторые электронные рулетки умеют измерять углы, площади и объемы более сложных фигур. Такие измерения помогут быстро определить площадь пола, потолка, стен или узнать объем конструкции. Последнее потребуется, например, при строительстве бассейна или установке кондиционера, когда нужно знать объем воздуха кондиционируемых комнат. В некоторых приборах есть специальная функция маляра, которая складывает длины стен помещения и умножает на высоту, чтобы узнать общую площадь окрашиваемого или оклеиваемого обоями помещения.

Непрерывные измерения

У лазерных рулеток есть один минус по сравнению с обычными рулетками. В то время как мерной лентой легко отступить от стены на заданное расстояние, лазерной линейке нужна поверхность, от которой отразится луч. Для решения этой проблемы придумана функция непрерывных измерений. То есть если нужно отступить от стены, положим, на полтора метра, нужно включить эту функцию и постепенно отходить от стены. В это время прибор будет делать промеры через 1 секунду (зависит от настроек), что поможет отступить на точно заданное расстояние.

Измерения на основе вычислений

Если длину линии по каким-то причинам измерить прибором не получается, можно рассчитать ее по определенным формулам. Представим, что у помещения наклонная крыша. Тогда для определения длины наклонной линии понадобится не прямоугольник, а трапеция. Измерить три линии этой трапеции дальномером труда не составит, в то время как длину четвертой линии прибор рассчитает сам по функции трапеции.

Аналогично рассчитывается и высота до объекта, если напрямую измерить ее затруднительно. Тогда измеряется расстояние до этой точки по диагонали (гипотенуза) и по горизонтали (первый катет). По известной со школьного курса геометрии теореме Пифагора прибор рассчитает вертикаль (второй катет). Такой расчет возможен только для прямоугольных треугольников, то есть в случае вертикальных, а не наклонных поверхностей.

Определение минимума и максимума

Определить с помощью лазерной рулетки длину диагонали большой комнаты не так-то просто, поскольку нужно четкое попадание из угла в угол. Режим максимума помогает снизить риск ошибки и предполагает проведение нескольких последовательных замеров. Прибор ориентируется на первый замер и считает его наименьшим. Если при последующих замерах найдется большее значение, то оно и будет считаться длиной диагонали. Это делается из соображений, что длина диагонали всегда является наибольшей величиной из всех возможных длин помещения.

Режим минимума аналогичен предыдущему и снижает риски измерить расстояние не строго под прямым углом, а по диагонали. Например, нужно измерить расстояние от пола до потолка. Тогда в режиме минимума прибор найдет наименьшее из всех измеренных значений.

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.

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.

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.