Разделы сайта
Выбор редакции:
- Лучшие компактные смартфоны по отзывам покупателей
- Как узнать какие платные подписки и услуги подключены на ваш номер МТС и отключить их?
- Бюджетная колонка S28 Portable Mini Wireless Bluetooth V3
- Распиновка микро USB разъема
- Кастрация защищенных аккумуляторов Sanyo и Panasonic и небольшой ликбез по Li-ion
- Из каких отелей в Алкмаре открываются красивые виды?
- Обновление Android Oreo для Samsung Galaxy (2018)
- Как узнать скрытый номер
- Тарифный план maxi smart мтс
- Автоматические настройки интернета "Мегафон": инструкция для пользователей
Реклама
Ультразвуковой дальномер пособие. Как работает ультразвуковой дальномер |
При проведении различных строительных работ не обойтись без выполнения замеров. При этом мастера прибегают к использованию рулеток, без которых невозможно было бы начинать любые строительные действия. В век цифровых технологий на замену рулетке пришел такой универсальный инструмент, который называется лазерным дальномером. Что это за инструмент, а также особенности его функционирования рассмотрим более подробно. Лазерный дальномер представляет собой современную рулетку, посредством которой можно осуществлять измерительные действия, не приближаясь при этом к объекту измерения. Такой инструмент еще называют лазерная линейка, при помощи которой можно осуществлять измерение расстояний от одного объекта до другого, находясь при этом на одном месте. Лазерные рулетки имеют высокую точность измерений, которая превышает даже точность линейки или рулетки. С момента появления первых лазерных дальномеров их сфера применения на сегодня значительно расширилась. Они нашли свое применение в области строительства, ландшафтном дизайне, топографии, геодезии и даже военном деле. Универсальный измеритель длины позволяет с точностью до сантиметра и даже миллиметра рассчитать расстояние от одной точки до другой. Такая точность очень важна, а отсутствие необходимости перемещаться до другой точки измерения позволяет существенно экономить время и облегчить физический труд. Дальномер называется универсальным инструментом, так как он имеет не только функцию измерения расстояний. Данное устройство предназначено для измерения площади помещения, а также его объема, сторон по Пифагору, по функции трапеции и определения максимальных и минимальных расстояний. Лазерный дальномер можно использовать как нивелир при определении разницы в уровнях нахождения точек в пространстве. Такой миниатюрный прибор, который не превышает размеров стандартной рулетки, стоит совсем не дешево. На стоимость влияют такие параметры, как функционал, а также принцип работы устройства. Более подробно о том, как работают лазерные дальномеры, узнаем далее. Принцип работы лазерного дальномераПринцип работы лазерного дальномера-рулетки заключается в измерении времени, которое требуется для прохождения лучу лазера от одной точки до другой, то есть от прибора до объекта. Такой принцип работы лазерной рулетки имеет существенное преимущество, которое обусловлено отсутствием необходимости перемещаться ко второй точке измерения. Особенно это актуально, когда вторая точка измерения находится в труднодоступном или недоступном месте. Дальномеры бывают оптическими, ультразвуковыми и лазерными.
Немаловажно отметить, что точность показаний дальномера зависит от времени суток. Стоит заметить, что эффективность инструмента намного выше в ночное время, чем днем. Для этого инструменты оснащаются дополнительно визиром или цифровой видеокамерой, что позволяет хорошо видеть лазер. Для дальномеров свойственны три режима функционирования:
Принцип работы импульсного режима функционирования основывается на изменении постоянной величины скорости света. Такие варианты предназначены для измерения больших расстояний. В основании фазовых устройств заложено свойство светового потока изменения фазы модуляции при отражении от объекта. Все вычисления при этом выполняет микропроцессор. Комбинированный режим позволяет совмещать в себе фазовый и импульсный способы измерений.
Критерии выбора прибораЧтобы выбрать лучший лазерный дальномер, необходимо обратить внимание на важные параметры устройств. К ним относятся:
Стоит также отметить, что некоторые модели оснащены видеоискателем, что также влияет на стоимость прибора. Зачастую приборы позволяют проводить замеры от 100 до 300 метров. Осуществляя выбор инструмента, следует помнить, что большинство из них рассчитаны для измерений по прямой. В завершении стоит отметить, что лазерные дальномеры в отличие от ультразвуковых, получили большее распространение и популярность, что обусловлено их эффективностью и точностью получаемых результатов. Заказал это устройство из-за своей тяги к многофункциональными гаджетам. Дальномер, да еще рулетка для измерений небольших расстояний в одном флаконе – это прикольно! Конечно, я был в курсе, что измерение расстояния ультразвуком имеет множество недостатков и не идет в никакое сравнение с измерением лазерным дальномером, но возможность протестировать новое, да еще не описанное устройство взяла верх, и я его заказал. Так что, если вам интересно, что из этого получилось… Дальномер пришел в стандартной для магазина OEM-упаковке – белой картонной коробке. В комплекте был сам дальномер, источник питания (редкая для наших краев батарейка 23A 12V) и инструкция. По дизайну и размерам дальномер сходен с обычной рулеткой. Только в отличие от рулетки сбоку расположены жидкокристаллический дисплей и функциональные кнопки. С противоположной стороны – батарейный отсек и кнопка для сворачивания рулетки. Да, здесь в отличие от обычной рулетки лента фиксируется при извлечении. С лицевой стороны – излучатель / приемник ультразвука, лазерный целеуказатель и кнопка активации измерения. Сверху - тумблер включения и выход рулетки. Общая длина рулетки – 1 м. Материал – пластик. С одной стороны шкала в миллиметрах, с другой - в дюймах. По сравнению с моей 3-х метровой рулеткой из металлической ленты смотрится довольно скромно. Вес дальномера с батарейкой – почти 90 г. Корпус прибора скреплен только двумя болтами (два других закрывают отсек с рулеткой). Это позволило без проблем его вскрыть, для того чтобы ознакомиться с внутренним строением. ИзмеренияЗаявленные параметры устройства:Измеряемое расстояние:
0.5 – 18 м. В отличие от измерений рулеткой, для осуществления корректных измерений ультразвуком требуется выполнение определенных условий: 1) Так как измерение осуществляется по принципу эхолокации (измеряется время, за которое ультразвуковая волна доходит до препятствия, отражается от него и возвращается назад), необходимо чтобы пространство между прибором и объектом, расстояние до которого измеряется, было свободно. Также нежелательно проводить измерения до предметов, которые могут поглощать звуковую волну (например, штор) и имеют неровную поверхность. 2) Скорость распространения ультразвука в воздухе зависит от температуры. Для оценки температуры в дальномер встроен термодатчик. Поскольку он находится внутри прибора, то при переносе его из одной температурной среды в другую перед измерением следует подождать, чтобы температура прибора сравнялась с температурой окружающей среды. 3) Фронт звуковой волны по мере распространения расширяется, поэтому если объект до которого проводится измерение находится на большем расстояния, он также должен быть достаточно большим (то есть измерение длины узкого и длинного коридора может оказаться некорректным). 4) Атмосферные колебания также оказывают влияние на измерение, поэтому прибор не рекомендуется использовать на открытом воздухе. Ограничения, накладываемые на измерения, как видите, настолько существенны, что исключают профессиональное использование этого инструмента. В быту же измерения необходимы довольно редко, они как правило происходят в более комфортных условиях и не требуют точности до миллиметра. Лично я делал их обычной рулеткой. Применимость ультразвукового дальномера для бытовых измерений в моем представление зависело от того, насколько удобным и точным это будет по сравнению с рулеткой. Прежде всего, проверим точность определения температуры. Думаю приемлемо. Процесс измерения заключается в наведении прибора на поверхность, до которой измеряется расстояние и нажатии на кнопку «MEAS». Поверхность в месте приложения звуковой волны подсвечивается лазером (это для того чтобы было видно, до куда конкретно мы измеряем расстояние), слышен негромкий щелчок и на экране отображается результат. Все занимает пару секунд. Что касается точности измерений. В дальномере предусмотрен выбор измерения расстояния от задней (по умолчанию) или передней кромки. Независимо от выбора кромки, прибор почему то прибавляет 2 см. к результату измерения. Судя по схожей проблеме, описанной в , это очевидно какой-то нюанс электроники. Точность, как вы можете убедиться, в обоих случаях соизмерима точности рулетки (естественно учитывая отступ в 2 см). Расстояние между кромками – 7см. От задней кромки Измерения проводились в узком и длинном коридоре, как раз в условиях, где применение ультразвукового дальномера не рекомендуется. По этой причине отправная точка измерений располагалась примерно посередине коридора, расстояния измерялись в обе стороны от нее, а для определения общей длины была использована функция суммирования (кнопка "+/= "). В одну сторону получилось 5.29 м. В другую – 9.29 м. Итого – 14.58 м. Общее время измерений – секунд 30. В принципе, таким способом можно суммировать любое число расстояний, тут главное не сбиться в процесс измерения. Длина коридора по замерам рулеткой составила 15 м, а сам процесс измерения 3-х метровой рулеткой – около 5 минут (с учетом простановку пометок карандашом). Этот результат более точен, но трудозатраты значительно выше. Помимо суммирования, прибор может умножать значения (кнопка "x/=
"), что позволяет вычислять площадь И объем ВыводыКасательно применения ультразвукового дальномера как такового:Плюсы:Удобно. Не нужно мотаться с рулеткой по помещению. Процесс измерения занимает считанные секунды. Минусы: Низкая точность измерения . На процесс прохождения звука влияет довольно много внешних факторов, поэтому погрешность измерения в различных условиях будет также разная. К тому же, если рулеткой мы можем мерять просто по полу не смотря на его наклон, то дальномер придется фиксировать по уровню чтобы волна не ушла в сторону. Ограниченная область применения . Расстояния можно измерять только до относительно больших и плоских предметов и только в помещении. Касательно самой идеи совмещения рулетки и дальномера.Как обычно у китайцев – отличная идея и хромающая реализация. Сам по себе ультразвуковой дальномер мало востребован из-за низкой точности и ограниченной области применения. Если снабдить его рулеткой, то можно проводить измерения на скорую руку дальномером, а более точные или недоступные дальномеру измерения рулеткой.В реальности же, область применения измерений рулеткой значительно выше, следовательно, нужно было бы к качественной рулетке приделать дальномер. То есть чтобы в качестве дополнительной опции выступал дальномер, а не посредственная рулетка делала из посредственного дальномера многофункциональное устройство. В общем, как идея такой «комбайн» вполне имеет право на жизнь. Что касается этой конкретной реализации – решать вам. Лично я удовлетворил свое любопытство, получив этот инструмент бесплатно на обзор от интернет - магазина Chinabuye.com. Купил бы я его? Думаю - нет. Слишком мало ситуаций в которых я бы нашел ему применение. Планирую купить +9 Добавить в избранное Обзор понравился +9 +30 Некоторые замечания:Все детали, нужные для создания ультразвукового дальномера по этой схеме продаются в чипидипе, стоит около 500-900р за все(точно не помню - денег много было, не считал:-). (корпус, пищалки, разъемы прочее) Некоторые коментарии по схеме ультразвукового дальномера: 1. Пищалки можно юзать любые, под разные задачки лучше разные ... для моей задачи - чем болше габариты тем лучше, угол 50. 2. Можно попробывать использовать только одну относительно дорогую AD822 а на место компаратора чего-нить по дешевле (у меня просто не было ничего другого под рукой вообще) 3. В меге для генерации 40 килогерц можно использовать таймер, для этого нужно подобрать другой резонатор. (у меня были только 16 и 12.. они не подходят) 4. Скорость звука в воздухе вообще-то зависит от температуры - если очень важна точность (мне она пофигу) то учитывай это 5. Заметь- что на картинке дальномера в корпусе - пищалки не касаются пластмассы - один чел говорил, что при мегаточной настройки (данная схема способна и на такое) звук от пищалки до микрофона будет передаваться по корпусу, по этому лучше перестраховаться 6. Пример простейшей прошивки меги на си(под эту схему) можно посмотреть 7. Программатор лучше использовать STK200/300 он же avreal - софт и схему можно дернуть 8. По уму в прошивке надо отслеживать и начало и конец "пачки", в примере только начало(точность вырастет конкретно).. может допишу - выложу. 9. Пищалка очень любит 40кгц - чуть в сторону уже совсем не то... наверное правду в мануале пишут, что резонансная:-) 10. НА схеме неспроста в излучателе понапиханы транзисторы - желающим дать больше вольт чем 12 - велком - один чел говорил, что будет пищать громче(считай дальше). Я этого делать не стал по трем причинам: во первых 24 вольта еще где-то найти надо, во вторых текущаа версия при соотв настройке ризистора итак видит стену за 4 метра, т.е. мне не где испытывать его, да и не нужно. Ну а третья причина этот же чел говорил, что пищалки имеют тенденцию дохнуть на этом вольтаже 11. Общий совет: можно найти все резисторы и конденсаторы в нерабочем блоке питания от компа ATX(они там все где-то 1/8 вата) - денег сэкономишь! 12. Ошибочное мнение, что ультразвук издаваемый пищалкой как-то могут услышать собики и прочие твари, он на них плохо влияет: у меня собака пришла как то ночью и уснула напротив пищалки включенной. 13. Еще - так просто к сведенью - меги и прочие 8битный контроллеры от атмела - гонятся отлично.. у меня в некоторых задачках вместо положенных 16 работают на 24 и нормально. 14. При устрановке R5 выше килоома (10, 50, 100) получится очень большое усиление, и скорее всего понадобятся рупора, зато дальность измерений сильно вырастет. 15. Вместо устрановки рупоров (при большом R5) см. выше, можно модернизировать прошивку, что б она не ждала в начальный момент времени полезный сигнал. Но тогда нельзя будет мерять расстояния около 10 см и меньше. Коментраий к совету 8 - желтым обозначен момент срабатывания прерывания МК ультразвукового дальномера на приеме, собственно можно ограничится именно этим первым моментом, подождать чуть-чуть и делать следующее измерение, генерая следущюю пачку импульсов - а время полета звука считать временем от первого посланного импульса(или последнего не суть важно) до ПЕРВОГО принятого.
Бесконтактные способы измерения расстояний, используя волны в ультразвуковом диапазоне широко применяются в нашей повседневной жизни. Мы сталкиваемся с ними, делая УЗИ в поликлинике, используя эхолот на рыбалке. Парктроник в автомобиле помогает нам избежать столкновения, сдавая задним ходом. И конечно же ультразвуковые датчики широко применяются в робототехнике, помогая нашему роботу лучше «осязать» мир. В живой природе принцип ультразвуковой локации используется, например, летучими мышами и дельфинами. Сегодня я расскажу как же все это работает. Что такое ультразвукЧеловек способен воспринимать звуковые волны, совершающие колебания в диапазоне от 20 до 20000 Гц (напомню, 1 Герц — это число колебаний в секунду). С возрастом диапазон воспринимаемых нами частот снижается, но в среднем, ребенок способен воспринимать звук именно в этом диапазоне. Если же колебания звуковых волн превысят этот диапазон, то человек перестает воспринимать их, но летучие мыши, собаки, дельфины, и мотыльки вполне могут их услышать. Такие колебания являются примерами ультразвука. Ультразвук — это упругие колебания и волны в диапазоне от 20 кГц до 1 ГГц. Термин упругие подчеркивает неэлектромагнитную природу этих колебаний и волн. Длина волны находится в обратной зависимости от ее частоты, следовательно ультразвуковые волны, по сравнению с обычным звуком имеют меньшую длину волны. Вследствие этого, ультразвуковые волны отражаются от различных препятствий гораздо лучше, чем обычные звуковые волны, что делает их весьма полезными на практике. Пьезоэффект и магнитострикцияКак же получить колебания в ультразвуковом диапазоне? Кристаллы некоторых материалов (таких как кварц) способны совершать очень быстрые колебания, при прохождении через них электричества. Это, так называемый, обратный пьезоэффект . Во время вибрации, они толкают и тянут воздух вокруг себя, производя, тем самым, ультразвуковые волны. Устройства, которые производят ультразвуковые волны с помощью пьезоэлектричества известны как пьезоэлектрические преобразователи. Пьезоэлектрические кристаллы также работать в обратном порядке: если ультразвуковые волны, распространяясь по воздуху, сталкиваются с пьезоэлектрическим кристаллом, слегка деформируют его поверхность, в результате чего в кристалле возникает электрическое поле. Итак, если подключить пьезоэлектрический кристалл к измерителю электрического напряжения, мы получим детектор ультразвука. Ультразвуковые волны могут быть получены с использованием магнетизма вместо электричества. Так же, как пьезоэлектрические кристаллы производят ультразвуковые волны в ответ на электричество, существуют и другие кристаллы, которые излучают ультразвук в ответ на магнетизм. Это эффект магнистрикции . Такие кристаллы называются магнитострикционными кристаллами. Датчики, использующие их, называются магнитострикционными преобразователями. В англоязычной литературе ультразвуковые датчики называются ultrasound sensor . Ультразвуковой дальномерИспользуя пьезоэлектрические или магнитострикционные преобразователи мы можем создать устройство, измеряющее расстояние до объектов — ультразвуковой дальномер, который работает следующим образом. В момент измерения мы создаем электрическое колебание при помощи генератора, которое преобразуясь (например, при помощи пьезокристалла) в ультразвуковую волну, излучается в окружающее пространcтво. Эта волна отражается от препятствия и возвращается как эхо в приемник (также можно использовать пьезокристалл). Измеряя время между посылкой и приемом нашего отраженного сигнала и, зная скорость звуковой волны , распространяемой в данной среде (для воздуха это величина около 340 м/с), мы можем вычислить расстояние до препятствия.
Зная ограничения, связанные с физической природой ультразвука можно решить подходит этот тип дальномера для вашей задачи или же нет. 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: инструкция по использованиюДля 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. Что важно при выбореПри 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 дальномерыНа 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. Профессиональные устройстваПрофессиональные 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. Устройства на 15 метровУстройства 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 метровДальномеры 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. Отзывы о модели Bosch PLR 25Указанный 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 15Указанный 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. 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 DexterДанная 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. |
Популярное:
Языки программирования. Программное обеспечение. Операционная система Какой язык понимает компьютер |
Новое
- Как узнать какие платные подписки и услуги подключены на ваш номер МТС и отключить их?
- Бюджетная колонка S28 Portable Mini Wireless Bluetooth V3
- Распиновка микро USB разъема
- Кастрация защищенных аккумуляторов Sanyo и Panasonic и небольшой ликбез по Li-ion
- Из каких отелей в Алкмаре открываются красивые виды?
- Обновление Android Oreo для Samsung Galaxy (2018)
- Как узнать скрытый номер
- Тарифный план maxi smart мтс
- Автоматические настройки интернета "Мегафон": инструкция для пользователей
- Каталог партнерских программ Партнерская программа какая лучше