Приборы для измерения длин и расстояний

Измерение расстояний рулетками, лентами, проволоками

Определение длин линий на местности может осуществляться при помощи различных приборов и различными способами. Выбор способа измерений зачастую зависит от того какой прибор у нас есть и от тех условий в которых придётся производить измерения. Одними из самых дешёвых приборов для измерения расстояний являются рулетки, мерные ленты и мерные проволоки.

Для измерения расстояния на местности могут использоваться измерительные рулетки, землемерные ленты или мерные проволоки. Все эти измерительные приборы снабжены штрихами или шкалами, которые позволяют определить необходимое расстояние на местности. Перед тем как начать измерения необходимо произвести проверку мерных приборов. Для этого необходимо установить истинную длину мерного прибора (во время измерений приборы могут деформироваться), сравнив его с эталоном (образцовым прибором), длина которого точно известна.

Для осуществления проверки необходимо разместить проверяемый прибор и эталон на горизонтальной поверхности, (например, на полу или на ровной поверхности пришкольного участка), укладывают образцовую ленту. Далее необходимо совместить нулевые деления, жёстко закрепив концы прибора и эталона, а затем натянуть ленту (рулетку, мерную проволоку) и проверить совпадение конечных штрихов. В случае несовпадения конечных штрихов необходимо вычислить значение на которое различаются длины измеряемого прибора и эталона, для того чтобы добавить (отнять) данную величину в результаты измерений.

С помощью стальных лент и рулеток длины линий могут измеряться с относительной погрешностью 1:1000 – 1:5000 от измеряемой длины. Пред началом измерений отрезка на местности необходимо обозначить его крайние точки, установив две вешки (небольшой прямой кол или палка с заостренным нижним концом, которым она втыкается в вертикальном положении в почву при вешении линии) на концах.

Если территория, по которой производятся измерения, имеет углы наклона более 1 о необходимо их измерять (например, теодолитом) и учитывать. Для нанесения линий на план или чертёж, расчёта площадей используют проекцию линии на горизонтальную плоскость. В случае, когда измеряемый отрезок имеет неодинаковый угол наклона необходимо разделить его на части, которые имеют постоянный угол наклона и измерять их отдельно.

Если длина отрезка более 100 м, отрезок на местности имеет разные углы наклона или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то с целью удобства и повышения точности измерения её длины используют дополнительные вехи. Их располагают в отвесной плоскости, проходящей через заданные точки. Эту плоскость называют створом линии.

Измерение длин линий мерным прибором.

Измерения осуществляются при помощи 2-х человек. Измерительный прибор укладывают в створе линии, фиксируя её концы. Необходимо ориентироваться по вешкам, для того чтобы прибор укладывался ровно в створе. Для повышения точности измерений длину линии измеряют дважды – в прямом и обратном направлениях. Результатом измерений будет среднее арифметическое из результатов прямого и обратного измерения.

ИЗМЕРЕНИЕ РАССТОЯНИЙ

Измерение расстояний производится при создании опорных сетей, выполнении топографических съемок и инженерных изысканий, на всех этапах строительства, при эксплуатации зданий и сооружений.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ

Измерения расстояний подразделяются на прямые и непрямые (например, с помощью дальномеров). Прямые измерения расстояний состоят в откладывании мерного прибора на измеряемых расстояниях и осуществляются с помощью мерных лент, рулеток, раньше с этой целью использовались также мерные проволоки и длинно-меры. Косвенные измерения заключаются в измерении других величин, связанных с измеряемым расстоянием некоторой функциональной зависимостью, и вычислении по ним значения расстояния.

Использовавшиеся ранее мерные инварные проволоки позволяли измерять расстояния с максимальной точностью до 1:1 500 000, но по причине чрезвычайно высокой трудоемкости подобного измерения расстояний в настоящее время они не применяются. Мерные ленты являются стальными, имеют длину 20 или 24 м и могут быть штриховыми и шкаловыми (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Мерная лента [а) и шпильки (б)

На концах лент имеются вырезы для шпилек. Метровые деления на лентах оцифрованы, полуметровые деления отмечены заклепками, а дециметровые — отверстиями, сантиметровые деления при измерении линий оцениваются на глаз. Шкаловые ленты на своих концах имеют шкалы с миллиметровыми делениями.

Рулетки могут иметь различную длину (от 2 до 100 м) и могут быть инварными, стальными или тесмяными, использование последних при производстве геодезических измерений не допускается.

Перед измерением линий ленты и рулетки обязательно должны быть прокомпарированы. Компарирование — сравнение длины мерного прибора с эталоном, длина которого известна с высокой точностью. В качестве эталонов используются компараторы или базисы. Компаратор — специальное устройство для сравнения длин мерных приборов. Компараторы могут быть лабораторные (на полу, на бетонных столбах, на полках вдоль стен) и полевые <базисы). На концах компараторов устраиваются шкалы с миллиметровыми делениями. Компарирование мерных приборов сводится к нескольким измерениям длины компаратора. В результате компари-рования должно быть получено уравнение мерного прибора (ленты или рулетки), имеющее вид

где / — номинальная длина прибора; А/ — поправка мерного прибора за компарирование; / — фактическая длина прибора. Вычисление поправки мерного прибора за компарирование из нескольких измерений осуществляется по формуле

где О_к — фактическое расстояние (длина компаратора); /)_ср — среднее значение измеренного расстояния; п — число уложений мерного прибора по длине компаратора.

При компарировании мерных приборов обязательно осуществляется измерение температуры окружающего воздуха; результаты измерения длины компаратора и значения температуры фиксируются в специальном журнале. При отсутствии лабораторных или полевых компараторов компарирование может осуществляться сравнением с компарированным ранее мерным прибором.

Измерение длин и расстояний. Дальномеры

Раздел 2. Геодезические измерения и съемки

Измерение линий. Дальномеры. Нивелирование. Угловые измерения. Приборы для измерения превышений и углов.. Оптико-электронные приборы. Лазерные измерения. Спутниковые измерения. Математическая обработка результатов геодезических измерений. Геодезические съемки и средства их выполнения. Основы топографии.

Геодезические измерения

Измерение длин и расстояний. Дальномеры

Измерение – это процесс определения количественных значений с помощью технических устройств. Измерения могут быть как непосредственными, так и косвенными, как статическими, так и динамическими, как равноточными, так и неравноточными.

Расстоянием называется пространство, разделяющее два пункта. Длиной называется расстояние между двумя наиболее удаленными точками объекта. Следовательно, для каждой линии (отрезка) можно однозначно определить расстояние, выражающее его длину, в то время как для объекта определяются несколько расстояний (длин) – например длина, ширина и высота.

В инженерных сетях для измерения расстояний и длин используются оптические и электронные дальномеры, стальные ленты, а также стальные, пластиково-кордовые и лазерные рулетки.

При прямых измерениях искомое значение величины находят путем непосредственного измерения этой величины. При косвенных измерениях искомое значение величины определяют на основании известной функциональной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Рулетка представляет собой стальную или металлопластиковую гибкую ленту, льняную тесьму, разделенные на сантиметровые и миллиметровые деления. Рулетки имеют длину 10 – 200 м и наматываются на ось, находящуюся внутри кожаного или металлического футляра при помощи небольшой рукоятки. Метровые и дециметровые деления имеют цифровые обозначения.

Стальная 20-метровая мерная лента имеет ширину от 10 до 15 мм, а толщину – от 0,2 до 0,4мм. По всей длине ленты пробиты небольшие отверстия через каждые 10 см; каждое пятое отверстие закреплено металлической пластиной диаметром 5 мм. В конце каждого метра с обеих сторон ленты приклепаны пластинки, на которых выдавлены порядковые номера метров, отсчитываемых от обоих концов ленты.

Дальномерами называются приборы, при помощи которых определяются расстояния без непосредственного измерения их стальной лентой, рулеткой или другими мерными приборами.

Прежде чем выйти в поле и начать измерение мерной лентой или рулеткой, они должны быть проверены. Проверка мерной ленты производится путем сравнения ее длины с эталоном на особых приборах, называемых компараторами, а сам процесс сравнения носит название компарирование.

Измерение расстояний рулеткой заключается в следующем (рис.20).

Рис. 20. Измерение линий рулеткой

Один съемщик держит начало рулетки около нулевого значения на первом центре (у прибора), а второй натягивает полотно рулетки ко второму центру (сигналу) с определенным усилием (обычно 5, 10 или 20 кг). Величина силы натяжения необходима для определения поправки за провес (l). Очевидно, что при разном натяжении, стрела провеса будет различной. Отсчеты по рулетке берутся обоими съемщиками с точностью до миллиметра. Измеренной длиной в этом случае будет разность отсчетов. Для контроля все длины измеряются дважды – в прямом и обратном направлениях. Если расхождение не превышает допустимого значения, за результат принимается средняя величина, в которую вводятся поправки за провес, компарирование, температуру.

При измерении линий, длина которых превышает длину мерного инструмента линию провешивают, то есть устанавливают вешки с отметкой створа линии. Измеряются расстояния между вешками. Длина линии определяется как сумма расстояний между вешками.

При измерении длин сторон теодолитного хода стальной лентой, ее укладывают непосредственно на земле, а концы отмечают шпильками, установленными строго в створе линии. Шпильки изготавливаются из стальной проволоки длиной 40 см, диаметром 3 – 4 мм. Расстояние определяется количеством уложенных лент и домером от последней ленты до точки.

Оптические дальномеры существуют двух типов: с постоянным и переменным параллактическими углами.

Геодезические приборы технической точности (Т30, Т60, Н-3) снабжены нитяными (оптическими) дальномерами с постоянным параллактическим углом.

Устройство нитяного дальномера состоит в том, что в трубе геодезического инструмента, кроме средней горизонтальной нити, натягиваются на диафрагме или нарезаются на стекле две дополнительных горизонтальных нити, отстоящих на одинаковых расстояниях от средней горизонтальной нити сетки (рис.21). Необходимой принадлежностью дальномера является рейка с нанесенными на ней делениями одинаковой величины.

Теория дальномера с постоянным углом состоит в следующем.

На рис.21 визирная ось трубы ОС направлена на рейку MN, которую она встречает в точке С под прямым углом. Параллельные лучи аа₁ и bb₁, идущие в трубе от крайних нитей сетки а и b, после преломления в объективе, проходят через главный фокус объектива, образуя при пересечении постоянный угол a. Рейку МN эти лучи встречают в точках А и В.

Как выбрать лазерный дальномер (2019)

Лазерный дальномер способен значительно облегчить жизнь строителя или мастера-отделочника. Если отдельную деталь пока еще проще померить обычной рулеткой, то, как только дело доходит до размеров комнат, высоты потолков или расстояний между конструкциями, лазерный дальномер становится вне конкуренции. А многие модели еще и умеют запоминать измерения и вычислять по ним площадь или кубатуру помещения. Поэтому лазерные дальномеры стали незаменимыми помощниками многих специалистов, оперирующих в своей деятельности площадями и объемами комнат. Так что область применения этих приборов очень широка:

• строительство и отделка;
• монтаж конструкций и коммуникаций;
• дизайн помещений и ландшафтный дизайн;
• земляные работы;
• проектирование вентиляции и кондиционирования;
• инспекционные работы;
• охота;
• и т.д.

Ну и понятно, что дальномер, используемый землемером и дальномер, используемый дизайнером квартир – это совершенно разные дальномеры с разными характеристиками.

Характеристики лазерных дальномеров

Тип.

Лазерный дальномер улавливает отраженный от препятствия лазерный луч и вычисляет расстояние по сдвигу фазы сигнала, которым этот луч модулируется. Лазерные дальномеры отличаются высокой точностью измерений – до десятых долей миллиметра.

Удобно то, что дальномер измеряет расстояние именно до той точки, которая подсвечена лазером. Из недостатков можно отметить частую для лазерных инструментов «нелюбовь» к яркому солнечному свету и невозможность определения расстояния до прозрачных объектов (окон, стеллажей и пр.) Впрочем, если вдруг возникает необходимость измерить расстояние именно до поверхности стекла, на него всегда можно прилепить кусочек бумаги.

Ультразвуковой дальномер, вообще-то, к лазерным устройствам не относится – для измерений он использует принцип эхолокации – определяя расстояние по запаздыванию отразившейся от препятствия звуковой волны.

С лазерными дальномерами его роднит только использование лазерного светодиода для создания световой отметки, облегчающего «прицеливание» на объект, до которого измеряется расстояние. Однако, следует понимать, что испускаемый дальномером звуковой пучок расходится довольно широко и может отражаться от различных поверхностей, внося искажения в результат.

К примеру, если измерять расстояние до балки, расположенной на некотором расстоянии от стены, дальномер покажет расстояние до стены (хотя лазерный «зайчик» будет на балке), поскольку отраженный от неё сигнал будет сильнее.

Кроме того, по дальности и точности ультразвуковой дальномер сильно уступает лазерному – звук затухает намного быстрее лазерного луча, и скорость его зависит от погодных условий. Несколько лет назад ультразвуковые дальномеры были заметно дешевле лазерных, но сегодня это уже не так. Преимуществами ультразвуковых дальномеров остаются только невосприимчивость к яркому свету и возможность измерения расстояния до прозрачных плоскостей.

Максимальное расстояние измерений определяет область применения прибора.

Специалистам, работающим в квартирах и помещениях частных домов, будет вполне достаточно 20 м.

При работе в больших помещениях уже нужна возможность измерения на расстояниях до 40 м.

Максимум в 100 метров и более потребуется при работе на открытом воздухе или в очень больших помещениях (ангарах, складах, стадионах и т.п.)

Но имейте в виду, что на открытом воздухе световую отметку невооруженным глазом не видно уже метров с 15-20 (зависит от освещения), да и точность на таком удалении при измерении с рук будет невысока. Поэтому для работы на расстояниях от 40 метров желательно наличие видоискателя с зумом и крепления на штатив.

Многие модели ограничены и минимальным расстоянием измерений – оси передатчика и приемника обычно разнесены, поэтому, при малом расстоянии до точки отражения, отраженный луч просто не попадает в приемник. Обратите на это внимание, если вам важна возможность измерения небольших расстояний.

Погрешность определяет точность прибора. Для ультразвуковых дальномеров погрешность составляет 3-5 мм, для лазерных меньше, в среднем – 1-2 мм. Впрочем, бывают и специализированные охотничьи модели, которым высокая точность не требуется – они могут иметь погрешность до 1 метра.

Обычно дальномер считает расстояние до объекта от заднего торца прибора. Это удобно при работе внутри помещения. Но иногда бывает удобнее использовать другую точку начала отсчета – передний торец прибора при работе с внешними углами снаружи здания или точку крепления штатива – при работе со штатива. Количество точек для начала отсчета как раз и определяет возможность измерения от различных точек относительно самого прибора.

Длина волны лазера определяет цвет его луча. В лазерной технике обычно используются два вида лазеров – зеленые, с длиной волны 535-550 нм и красные – с длиной 635-650 нм. Это обусловлено тем, что человеческий глаз лучше всего видит именно красный и зеленый цвета. Причем зеленый чуть лучше, но этот цвет часто встречается в окружающем пространстве, а на нем зеленая точка хуже различима, чем красная, поэтому красный лазер используется чаще.

Следует отметить, что измерение расстояния происходит не мгновенно, – в зависимости от быстродействия устройства и измеряемого расстояния, прибор может потратить на это несколько секунд. Если такая задержка для вас неприемлема, обратите внимание на максимальное время измерения при подборе дальномера.

При замере множества расстояний бывает удобно, если у прибора есть возможность хранения замеров во встроенной памяти. Количество сохраняемых замеров у различных приборов может изменяться от одного до нескольких сотен.

Основное, что отличает дорогие профессиональные модели от простых бытовых – это расширенный набор функций. Самые простые дальномеры способны измерять только расстояние до подсвеченной точки.

Модели подороже способны на основе проведенных измерений автоматически подсчитать площадь или объем помещения.

Модели среднего ценового сегмента могут иметь следующие возможности:

Функция Пифагора: возможность косвенного измерения различных величин по двум или более точкам. Например, для измерения высоты здания с некоторого расстояния производится измерение сначала расстояния до точки у основания, а затем – у верхушки здания. После чего электроника дальномера вычисляет искомую высоту. Более точный расчет высоты доступен для моделей с жидкостным уровнем или датчиком угла наклона – это позволяет определить точку пересечения горизонтальной линии от дальномера с измеряемой высотой.

Функция маляра: автоматический подсчет суммарной площади нескольких стен. Функция бывает полезна при подсчете количества требуемых стеновых покрытий, например, обоев или плитки.

Определение минимума и максимума. Любой дальномер показывает расстояние до подсвеченной точки. Но иногда бывает нужно не узнать расстояние до определенной точки, а найти максимум или минимум каких-либо размеров. В этом случае поможет данная функция – она показывает не измеренное расстояние, а максимальное или минимальное из нескольких измерений. Определение минимума позволяет быстро найти длину перпендикуляра до стены, а определение максимума – так же быстро определить длину диагонали комнаты.

Измерение трапеции позволяет вычислить длину одной из сторон трапеции по трем другим сторонам. С помощью этой функции можно посчитать, например, длину стропил, проходящих на большой высоте от пола.

Разметка равных отрезков позволяет разделить заданную длину на некоторое количество одинаковых отрезков. Эта функция может помочь при установке балясин, столбиков, посадке деревьев и кустов на одинаковых расстояниях и пр.

Профессиональные модели способны и на более сложные вычисления:

Подсчет площади по нескольким точкам позволяет подсчитать площадь сложных фигур, находясь на расстоянии десятков метров от них.

Подсчет углов наклона линий и плоскостей по нескольким измеренным точкам. Функция приближает прибор по возможностям к лазерным нивелирам и может быть полезна многим специалистам: от отделочников и строителей до геодезистов и ландшафтных дизайнеров.

Отдельным набором функции снабжаются охотничьи дальномеры: например, баллистический калькулятор, определяющий снижение траектории полета пули на измеренной дальности; функция «игнорирования листвы», отсеивающая отражения от листьев и травы на близких расстояниях и т.д.

Если вы приобретаете прибор для профессиональной деятельности, и результаты измерений будут вноситься в официальные документы, будет нелишним, если дальномер внесен в Госреестр средств измерений (в некоторых областях деятельности это даже оговорено нормативными документами). В любом случае, наличие прибора в Госреестре СИ позволяет проводить его поверку в метрологических центрах, что обеспечит юридическое подтверждение достоверности измерений.

Как и всякий строительный инструмент, дальномер подвержен воздействию различных неблагоприятных факторов, в том числе – пыли и влаги. Поэтому при его выборе нелишним будет обратить внимание на степень защиты. Она определяется маркировкой IPXY, IP (Internal Protection – внутренняя защита), X – уровень защиты от твердых предметов и частиц, Y – уровень защиты от влаги. Чем больше число, тем выше уровень защиты:

Варианты выбора лазерных дальномеров

Если вы ищете инструмент, который бы с успехом заменил строительную рулетку, но при этом стоил ненамного дороже, выбирайте среди простых лазерных дальномеров с минимумом функций.

Если вам важна точность измерений, обратите внимание на [url=”https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9cb5b16404e77/dalnomery/?f=aewu-2g2v]модели с низкой погрешностью измерений.

Для работы в квартирах и частных домах будет достаточно дальномера с [url=”https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9cb5b16404e77/dalnomery/?order=1&groupBy=none&stock=2&f=2fjs&fr=12-20]максимальным измеряемым расстоянием до 20 м.

Все лазерные дальномеры имеют собственный источник питания. Если вам проще сменить комплект батареек, чем таскать с собой зарядное устройство, выбирайте [url=”https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9cb5b16404e77/dalnomery/?order=1&groupBy=none&stock=2&f=2fwh]модель с питанием от батарей. В обратном же случае делайте выбор среди [url=”https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9cb5b16404e77/dalnomery/?order=1&groupBy=none&stock=2&f=2fwg]аккумуляторных моделей.

Лазерный дальномер с максимальным измеряемым расстоянием от 100 метров наиболее универсален: он будет одинаково полезен и в помещениях любого размера, и на улице.

Если вы увлекаетесь охотой, то лазерный дальномер с максимальным расстоянием в 500-1500 метров поможет вам совершить удачный выстрел.