Ультразвуковой дальномер что это

Во время строительства важно точно измерять расстояние между предметами. В этом профессионалам отлично помогают ультразвуковые дальномеры. Данные устройства способны быстро измерить площадь. Многие модели оснащаются чипом, который позволяет запоминать и обрабатывать данные. Устройства между собой различаются по точности измерений и функциональной части.

Ультразвуковой дальномер что это

Ультразвуковой дальномер: инструкция по использованию

Для использования дальномера устанавливаются батарейки, а для начала работы следует нажать кнопку включения. Далее пользователь обязан выбрать функцию для устройства. Если заниматься замером расстояния, следует обратить внимание на единицы измерения. В настройках модели имеется опция сохранения данных. При расчете площади стоит указывать значения. Для сброса данных нужно выключить дальномер.

При замере расстояния от стены необходимо устанавливать прибор строго перпендикулярно поверхности. При работе с устройством следует обращать внимание на допустимые параметры влажности и температуры, в противном случае прибор может не работать или показывать неточные данные.

Ультразвуковой дальномер что это

Что важно при выборе

При ремонтных работах очень ценится высокая точность и компактность. Оптимальное измеряемое расстояние составляет 20 метров. Батарейки под дальномер, как правило, подбираются серии ААА. Во многих устройствах предусмотрена функция минимума и максимума. Таким образом, можно быстро рассчитывать полученные данные.

Информация на экране должна быть хорошо видна. Стоит обращать внимание и на условия эксплуатации. Так, качественный дальномер способен работать при температуре -10°С. Рабочая влажность оборудования составляет примерно 55 %.

Недорогие дальномеры

На рынке представлено множество недорогих дальномеров, которые производятся с лазерами небольшой мощности. Максимальная дальность действия у них составляет 30 метров, а точность показаний колеблется в районе 94 %. Многие такие устройства оснащаются качественными датчиками. Кроме того, модели способны работать в экономном режиме. Батарейки, как правило, устанавливаются небольшой емкости. Названные устройства отличаются по температурному режиму, а рабочая влажность у них в среднем составляет 55 %.

Стандартный ультразвуковой дальномер HC SR04 способен запоминать около 20 значений. Также у моделей предусмотрена опция расчета данных. Батарейки в дальномерах используются серии АА. Также стоит отметить, что в магазинах пользователь способен найти устройства с опцией голосовых сигналов. Судя по отзывам, для строительных работ такие модели неплохо подходят.

Ультразвуковой дальномер что это

Профессиональные устройства

Профессиональные устройства выделяются большой дальностью действия. В них устанавливаются качественные передатчики. При этом чипы способны запоминать более 50 значений. Некоторые модификации работают и при низких температурах. Точность определения значений составляет около 98 %. Если рассматривать Arduino (ультразвуковой дальномер), то у него рабочая влажность равняется примерно 50 %. Экраны в устройствах устанавливаются с высоким разрешением и оснащаются подсветкой.

Также надо помнить, что модели способны быстро рассчитывать площадь. У них малый диаметр лазерной точки. Для проведения ремонтных работ на больших строительных площадках устройства замечательно подходят. Максимальная допустимая температура профессиональных дальномеров — около 55 градусов.

Ультразвуковой дальномер что это

Устройства на 15 метров

Устройства с дальностью действия на 15 м, по отзывам специалистов, неплохо подходят для строительных работ в квартире, но имеют некоторые недостатки. Эти модификации, как правило, оснащаются малыми чипами, которые способны запоминать не более 20 значений. Кроме того, данные устройства плохо подходят для непрямых расчетов. Также стоит отметить, что у таких моделей редко имеется функция минимума и максимума. Экраны производятся с небольшим разрешением. И многие модификации работают только при плюсовой температуре. Корпус у них почти всегда защищен от пыли, однако модели отличаются по уровню рабочей влажности.

Модели на 20 метров

Дальномеры на 20 метров в последнее время пользуются большой популярностью и имеют хорошие отзывы. Многие модификации производятся с лазерами большой мощности, однако точки у них отличаются по диаметру. Современные устройства (такие как ультразвуковой дальномер "Ардуино") хорошо подходят для небольших строительных площадок.

Названные дальнометры различаются по емкости батарей. Некоторые из них оснащаются функцией минимума и максимума. Эти устройства редко применяются для непрямых расчетов по теореме Пифагора. Также стоит отметить, что чипы в них в среднем рассчитаны на запоминание 30 значений. В устройствах имеются разные экраны. А некоторые модификации способны похвастаться качественными подсветками.

Ультразвуковой дальномер что это

Отзывы о модели Bosch PLR 25

Указанный ультразвуковой дальномер отзывы, как правило, получает положительного характера. Модификация имеет массу преимуществ, и среди них можно отметить наличие компактных размеров.

Корпус в устройстве защищен от пыли, а лазер применяется второго класса. Некоторые покупатели хвалят дальномер за высокую точность измерения. Чип в устройстве способен запоминать много данных. Довольно быстро осуществляется и подключение ультразвукового дальномера. Среди особенностей стоит отметить наличие опции минимума и максимума. Устройство разрешается применять при минусовой температуре. Купить данный прибор на рынке можно всего за 5388 руб.

Отзывы о модели Bosch PLR 15

Указанный дальномер довольно часто применяется при ремонтных работах. В устройстве хорошо защищен корпус, и он может работать при большой температуре. При этом дальнометр не боится пыли и грязи. Батарейки у него применяются сери ААА. Также стоит отметить, что модель замечательно подходит для расчета данных на большом расстоянии.

Читайте также:  Самоделки своими руками из бензопилы видео

Если говорить про минусы, то пользователи отмечают долгое включение прибора. У него применяется слабая батарейка, и модель не способна запоминать много данных. Также стоит отметить, что у дальномера отсутствует опция минимума и максимума. Диаметр лазерной точки составляет 5 мм. Устройства разрешается эксплуатировать даже при температуре 45 градусов. Приобрести его можно по цене от 3588 руб.

Ультразвуковые устройства компании Dexter

Данная компания в основном производит дальномеры для профессиональных строителей. Дальность действия у них равняется примерно 45 м. Некоторые модификации производятся для непрямых расчетов по теореме Пифагора.

Также стоит отметить, что у приборов устанавливаются высокоемкостные батареи серии ААА. Корпус у большинства модификаций защищен от влаги и грязи. Чипы в среднем рассчитаны на хранение более 30 данных. В устройствах имеется опция вычисления значений. Стоит устройство в среднем 5 тыс. руб.

Ультразвуковой дальномер что это

Отзывы о ультразвуковой модели Dexter

Указанный ультразвуковой дальномер имеет хорошие отзывы от покупателей. Устройство хвалят за прочность, а также за отличные параметры. В модификации применяется качественный чип, который способен запоминать данные и обрабатывать их.

У модели предусмотрена опция минимума и максимума. Также стоит отметить, что пользователь способен очень просто менять единицы измерения. Некоторые владельцы выбирают этот прибор за компактность, а купить ультразвуковой дальномер можно за 4278 руб.

Дальномеры компании CONDTROL

Дальномеры компании CONDTROL, как правило, производятся с запоминающими чипами. У многих моделей имеется система защиты. Лазеры применяются второго и третьего класса. Практически во всех приборах предусмотрена функция минимума и максимума. Экраны устанавливаются с высоким разрешением. Как правило, применяются именно строчные дисплеи с подсветками.

Корпус у модификаций хорошо защищен от влаги и отлично подходит для ремонтных работ. У многих моделей имеется опция расчета площади. Минимальная допустимая температура у многих дальномеров равняется -10°С. Купить устройства пользователь может по цене от 5500 руб.

Ультразвуковой дальномер что это

Отзывы о модели CONDTROL X2 plus

Этот ультразвуковой дальномер ценится за свою компактность. У модификации имеется качественный корпус, а лазер применяется второго класса. Батарея у дальномера данной серии используется серии ААА. Она способна долго работать и не разряжаться.

Экран в данном случае имеется строчного типа с подсветкой. Среди особенностей важно упомянуть об опции минимума и максимума. Максимально допустимая температура составляет 45°С. Купить ультразвуковой дальномер пользователь может за 5281 руб.

Дальномер – это прибор, предназначенный для определения расстояния между наблюдателем и удаленным объектом без необходимости приближаться к нему. Он широко используется в геодезии, а также в строительстве, топографии и прочих сферах. Также дальномерами пользуются военные для корректировки огня со снайперского оружия и минометных установок.

Кому пригодится дальномер, и его преимущества над измерительной рулеткой

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

Ультразвуковой дальномер что это

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 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.

Ультразвуковой дальномер что это

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.

Читайте также:  Кввгнг отличие от ввгнг
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.

Ультразвуковой дальномер что это

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

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

Ультразвуковой дальномер что это

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.

Ультразвуковой дальномер что это

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.

Ультразвуковой дальномер что это

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.

Ультразвуковой дальномер что это

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.

Ультразвуковой дальномер что это

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.

Принцип действия

В каждый дальномер входит излучатель звука, приемник, а также контроллер, который обрабатывает и отображает информацию. Свое начало история создания ультразвукового дальномера берет еще в 1912 году, когда Р. Фессенденом был построен гидроакустический излучатель. Его принцип действия был аналогичным современным ультразвуковым датчикам. С тех пор схемы построения дальномеров значительно упростились, с появлением новых технологий.

Ультразвуковой дальномер что это

Принцип действия ультразвукового дальномера основан на измерении времени между отправкой и получением звукового импульса. Известно, что скорость звука составляет 343 м/с при температуре 20 ºC, 50% влажности и атмосферном давлении на уровне моря.

Читайте также:  Шуруповерт для ледобура какой выбрать отзывы цена

Ультразвуковой дальномер что это

Соответственно, звуку потребуется 29,2 микросекунды, чтобы пройти один сантиметр. Поэтому можно получить расстояние исходя из времени между излучением и приемом импульса с помощью следующего уравнения:

Расстояние (см) = время (мкс)/29,2/2.

Причина деления времени на два заключается в том, что устройство измерило время, необходимое для прохождения и возврата импульса. Поэтому пройденное звуком расстояние в два раза больше того значения, которое требуется измерить.

Ультразвуковой дальномер что это

Сфера применения

Ультразвуковые дальномеры часто используются при создании роботов, в проектах автоматизации технологических объектов, в промышленности. Но наиболее широкое применение они нашли в сфере строительства и ремонта, а также в производстве мебели. Современная ультразвуковая рулетка демонстрирует хорошую точность измерения и удобна в эксплуатации. Ее нередко используют в быту для подсчета расстояний до тех или иных объектов. Ряд моделей имеют корпус, защищенный от попадания пыли и влаги. Поэтому подобные приборы подходят для сложных условий эксплуатации.

Ультразвуковой дальномер что это Ультразвуковой дальномер что это

Особенностями ультразвуковых датчиков являются возможность работы с отражающими и металлическими поверхностями, а также нормальное функционирование во влажной среде. Но они чувствительны к ветру и колебаниям температуры. Чем выше температура, тем быстрее распространяются звуковые волны. А воздушные потоки, например, от вентилятора, могут изменить путь звуковой волны. А это приведет к искажению результатов.

Ультразвуковой дальномер что это

Поэтому в тех случаях, когда условия окружающей среды вносят серьезную погрешность в результаты измерений, лучше использовать лазерный дальномер. Он более дорогой, но имеет более высокие технические характеристики.

Ультразвуковой дальномер что это

Стоит также принимать во внимание, что некоторые материалы имеют свойство поглощать звуковые волны. Это вносит определенную погрешность в результат измерений. Необходимо помнить и о том, что на пути к цели могут внезапно появиться различные препятствия, например, проезжающий мимо автомобиль. Соответственно, импульс вернется раньше, и прибор покажет неверное значение. Поэтому на улице следует весьма внимательно производить замеры.

Ультразвуковой дальномер что это

Современные приборы на основе ультразвукового излучения имеют различные дополнительные функции, помимо измерения расстояния. Например, они могут вычислить площадь помещения, а также указать координаты углов. Для повышения точности и удобства работы с дальномером их нередко оснащают лазерной указкой.

Ультразвуковой дальномер что это

Ультразвуковой дальномер своими руками

Можно создать ультразвуковой дальномер своими руками на базе контроллера Arduino. Для этого потребуется датчик, который будет измерять расстояние с помощью ультразвука. На рынке представлено несколько моделей, наиболее популярными и доступными из которых являются HC-SR04 и его улучшенная версия HC-SRF05.

Ультразвуковой дальномер что это Ультразвуковой дальномер что это Ультразвуковой дальномер что это

Датчик HC-SR04 — это датчик расстояния, который использует ультразвук для определения расстояния до объекта в диапазоне от 2 до 450 см. Он отличается небольшими размерами, низким энергопотреблением, хорошей точностью и отличной ценой. Модель HC-SR04 является наиболее часто используемым устройством среди ультразвуковых датчиков, главным образом из-за большого количества информации и проектов, доступных в Интернете.

Ультразвуковой дальномер что это

Также можно использовать датчик US-016, который аналогичен HC-SR04, но имеет аналоговый выход. Если же необходим выход UART, то подойдет модель US-100. Ультразвуковой датчик HC-SR04 довольно дешевый. На AliExpress его можно приобрести за 0,65 €.

Ультразвуковой дальномер что это Ультразвуковой дальномер что это

Для отображения измеряемых значений рекомендуется использовать жидкокристаллический дисплей. Но допускается и подключение небольшого светодиодного индикатора с отображением 3-х символов, что будет достаточным для демонстрации значения расстояния в сантиметрах.

Ультразвуковой дальномер что это Ультразвуковой дальномер что это

Номинальный диапазон измерений датчика HC-SR04 составляет от 2 до 400 см. Однако, на практике фактический диапазон измерений является более ограниченным: от 20 см до 2 метров. Характеристики датчика HC-SR04:

  • Рабочее расстояние: 2 см — 400 см;
  • Частота звука: 40 кГц;
  • Эффективный угол: 15º;
  • Напряжение питания: 5 В;
  • Потребляемый ток: 15 мА.

Датчик HC-SR04 имеет два преобразователя: пьезоэлектрический передатчик и приемник. Принцип работы заключается в следующем: передатчик испускает 8 ультразвуковых импульсов на частоте 40 кГц. Звуковые волны распространяются в воздухе и при обнаружении объекта отражаются от него и улавливаются приемником.

Ультразвуковой дальномер что это

Время задержки волны с момента ее излучения до момента ее обнаружения измеряется микроконтроллером и, таким образом, можно рассчитать расстояние к объекту. На функционирование датчика не влияют солнечный свет или цвет материала. Но при обнаружении акустически мягких материалов, таких как ткань или шерсть, могут возникнуть трудности.

Ультразвуковой дальномер что это

Для измерения расстояний с помощью датчика HC-SR04 следует подключить его к контроллеру Arduino. Ультразвуковой дальномер, схема подключения которого приведена выше, собрать довольно просто. После этого нужно написать программу, скомпилировать ее и загрузить в контроллер Arduino.

Для написания программы рекомендуется использовать библиотеку NewPing, доступную в менеджере библиотек IDE Arduino. Она предоставляет ряд дополнительных функций, в том числе подключение медианного фильтра для устранения шума или использование одного вывода в качестве триггера и эха. Ниже приводится один из вариантов программы с использованием данной библиотеки.

Датчик имеет следующие разъемы:

  • Vcc — для подключения цепи +5В.
  • Trig — цифровой вход. На него подается сигнал для начала измерительного цикла. Обычно сигнал логической единицы устанавливают на 10 мкс.
  • Echo — цифровой выход. Когда измерение закончится, на данном выходе появится сигнал логической единицы на время, соответствующее измеренному расстоянию.
  • GND — для подключения цепи -5В.

Важным нюансом, который следует учитывать, чтобы избежать ошибочных результатов, является время между циклами измерения. Рекомендуется делать задержку не менее 60 мс перед каждым измерением.