Ievads par attāluma mērītāju veidiem un to darbību
Parastos attāluma mērītājus diapazona ziņā var iedalīt maza, vidēja un augstuma diapazona mērītājos;
No modulācijas objektiem, ko izmanto attāluma mērītāji, tos var iedalīt fotoelektriskos attāluma mērītājos un akustiskajos attāluma mērītājos.
Fotoelektriskais tālmērs
Optoelektroniskie attāluma mērītāji ir sadalīti divos veidos, pamatojoties uz diapazona noteikšanas metodēm: fāzes metodes tālmēri un impulsa tālmēri.
Impulsu attāluma mērītājs ir ierīce, kas izmanto gaismas staru, ko izstaro mērķa objekts, lai izmērītu laiku, kas nepieciešams, lai mērķa objekts atstaro gaismu, tādējādi aprēķinot attālumu starp instrumentu un mērķa objektu. Pateicoties labam lāzera virzienam un vienam viļņa garumam, to parasti izmanto kā modulācijas objektu optoelektroniskajos attāluma mērītājos. Tāpēc impulsa attāluma mērītājus parasti sauc par lāzera tālmēriem.
Lāzera tālmēri, izmantojot impulsa metodi, var sasniegt plašāku diapazonu, un tos var izmantot iekštelpu un āra mērījumiem. Tipisks diapazons ir no 3,5 līdz 2000 metriem, savukārt liela diapazona lāzera tālmēri var sasniegt pat 5000 metrus. Lāzera tālmēri militāriem nolūkiem var sasniegt pat lielākus attālumus. Tā kā lāzera attāluma mērītājiem ir iespēja izmērīt tālus mērķus, tiem parasti ir teleskopiska sistēma, kas pazīstama arī kā lāzera tālmēra teleskops, lai lietotājs varētu vizuāli novērot attāluma mērītāju. 1. attēlā ir tipiska trīscauruļu lāzera tālmēra teleskopa diagramma.
Lāzera attāluma mērītāju precizitāte galvenokārt ir atkarīga no instrumenta aprēķina precizitātes laika starp lāzera emisiju un uztveršanu. Atbilstoši izmantotajai tehnoloģijai un pielietojuma situācijai lāzera tālmērus var iedalīt parastajos lāzera attāluma mērītājos ar aptuveni 1 metra precizitāti (galvenokārt izmanto sportam brīvā dabā, medībās u.c.) un augstas precizitātes lāzera attāluma mērītājos, ko izmanto mērniecībā, zemes mērīšanā, celtniecība, inženiertehniskie pielietojumi, militārie un citi gadījumi ar augstām precizitātes prasībām.
Fāzes metodes tālmērs ir attāluma mērītājs, kas modulē lāzera fāzi un iegūst attālumu, mērot atstarotā lāzera fāzes starpību. Tā kā ir nepieciešams noteikt atstarotā lāzera fāzi, ir nepieciešams uztvert signālu ar spēcīgu intensitāti. Ņemot vērā cilvēka acs drošību, impulsa lāzera attāluma mērītāju nevar izmantot kā teleskopisku sistēmu, un diapazons ir mazs. Parastais diapazons ir 0,5 mm līdz 150 metriem. Parasti fāzes lāzera attāluma mērītājā kā atkļūdošanas objekts tiek izmantots 635 nanometru (vizuāli sarkans) lāzers, kas pazīstams arī kā infrasarkanais tālmērs. Tomēr lāzera definīciju nenosaka krāsa. Ja 635 nanometru lāzera tālmērs tiek tieši apstarots uz cilvēka aci, tas radīs neatgriezeniskus bojājumus. Lasītāji tiek aicināti to pareizi lietot un aizsargāt.
Akustiskais tālmērs
Akustiskā attāluma mērīšana ir instruments, kas mērīšanai izmanto skaņas viļņu atstarošanas raksturlielumus. Parasti ultraskaņas viļņus izmanto kā modulācijas objektus, tas ir, ultraskaņas attāluma mērītājus. Ultraskaņas raidītājs izstaro ultraskaņas viļņus noteiktā virzienā un tajā pašā laikā sāk noteikt laiku. Ultraskaņas viļņi izplatās gaisā un nekavējoties atgriežas, saskaroties ar šķēršļiem. Ultraskaņas uztvērējs nekavējoties pārtrauc laika skaitīšanu, saņemot atstarotos viļņus. Nepārtraukti nosakot atbalsi, ko pēc viļņu emisijas atstaro šķēršļi, tiek mērīta laika starpība T starp ultraskaņas viļņu raidīšanu un atbalsu uztveršanu, un pēc tam tiek aprēķināts attālums L.
Tā kā temperatūra, mitrums, gaisa spiediens un citi faktori būtiski ietekmē ultraskaņas viļņu izplatīšanās ātrumu gaisā, mērījumu kļūdas ir lielas. Turklāt ultraskaņas viļņu garākā viļņa garuma dēļ izplatīšanās attālums ir mazāks, kā rezultātā vispārējiem ultraskaņas attāluma mērītājiem ir zemāka mērījumu precizitāte. Tomēr ultraskaņas vēdekļveida izplatīšanās dēļ tās noteikšanas diapazons ir lielāks nekā fotoelektrisko attāluma mērītāju, un to plaši izmanto praktiskajā inženierijā, piemēram, drošības aizsardzībā, kabeļa augstuma mērīšanā un šķēršļu noteikšanā.
