Współczesne

instrumenty

dalmiercze.

Pomiar dalmierzem

elektrooptycznym

.

Podział dalmierzy na impulsowe i
fazowe oparty jest na kryterium
formy sygnału pomiarowego.

W praktyce stosuje się podział
według innego kryterium – ze
względu na rodzaj energii tworzącej
i przenoszącej sygnały pomiarowe.

Według tego kryterium dalmierze
dzielimy na:
- elektromagnetyczne (fala
elektromagnetyczna)
- ultradźwiękowe (ultradźwięki)

Dalmierze elektromagnetyczne:

-radiowe (fale o dł. od kilku do kilkuset
metrów)
-elektrooptyczne (zakres dł. fal
świetlnych i bliskiej podczerwieni)

Podział ze względu na zasięg:

- krótkiego zasięgu (do 1 km)
- średniego zasięgu (do kilku
kilometrów)
- dalekiego zasięgu (do kilkudziesięciu
kilometrów)

Podział ze względu na
dokładność pomiaru:

-precyzyjne (bł. śr. pom. ok. 1
mm/km)
-średniej klasy dokł. (bł. śr.
pom. do 10 mm/km)
-niskiej klasy dokł. (bł. śr.
pom. ponad 10 mm/km)

Zasada pomiaru odległości

dalmierzem elektrooptycznym

Dalmierz składa się z: nadajnika,

urządzenia odbijającego, odbiornika, i
urządzenia pomiarowego.

N

O

R

d

u

Schemat układu dalmierza

elektrooptycznego.

1 – źródło fal świetlnych
2 – aparatura modulująca wiązkę promieni
świetlnych
3 – fotodioda zbierająca odbite promienie
świetlne
4 – miernik przesunięcia fazowego
5 – zasilacz
6 – reflektor zwrotny
7 – układ optyczny dla wiązki wysyłanej
8 – układ optyczny dla wiązki
powracającej

1

2

3

4

5

6

7

8

d

Pomiar odległości sprowadza się do
pomiaru czasu , w jakim fala

świetlna dwukrotnie przebiegnie
wzdłuż mierzonego odcinka:

gdzie:  – czas przebiegu fali tam i z

powrotem
v – prędkość fali pomiarowej w
atmosferze ziemskiej w określonym
ciśnieniu i temperaturze

d

=

v

2

Długość d mierzonego odcinka
obarczona jest systematycznymi i
przypadkowymi błędami.
Dokładność pomiaru odległości jest
charakteryzowana błędem
standardowym.
Błąd ten jest stały dla danego typu
dalmierza i ma postać:

m

s

= ±(A + B x 10

-6

d)

A – składnik stały błędu
B – czynnik składnika błędu
proporcjonalnego do mierzonej
odległości d

Czynnik B oraz stały składnik A błędu

składają się z następujących błędów
elementarnych:

1) Czynnik B
- z błędu wyznaczania prędkości

rozchodzenia się fal
elektromagnetycznych w próżni
równego ± 3 x 10

-6

d

- z wpływu krótkookresowych

zmian częstotliwości wzorcowych
(tzw. szumów), które mieszczą się
w granicach od ± 0,5 x
10

-6

d do ± 1 x 10

-6

d

- z wpływu błędów określania

danych meteorologicznych,
mieszczących się w granicach od ±
0,4 x 10

-6

d do ± 2 x 10

-6

d

2) Składnik A
- z błędu określania przesunięcia
fazowego,

rzędu 2 do 5 mm

- z błędu wyznaczania stałej
dodawania, rzędu od 2 do 3 mm
- z wpływu błędów ustawienia
dalmierza oraz reflektora nad
punktami początkowym i

końcowym mierzonego odcinka

Wielkość błędu standardowego

m

s

określana jest przez producenta
dalmierza i podawana w instrukcji
obsługi dalmierza.

W dalmierzach średniego zasięgu
współczynniki błędu standardowego
zależnie od typu dalmierza wahają się:

A – od 5 do 7 mm; B – od 1 do 5

W najnowszych modelach
dalmierzy elektrooptycznych
cechujących się wysoką
dokładnością pomiaru składnik
A jest mniejszy od 1 mm
( mekometr ME 3000 Kerna A
= 0,2 mm), czynnik B zaś waha
się od 1 do 2

Dla niektórych dalmierzy krótkiego
zasięgu

m

s podawany jest w postaci

m

s

= ±

0,010 m

Przy pomiarze boków dłuższych od 1
km w praktyce przyjmuje się niekiedy,
że przyrost błędu na każdy następny
kilometr wynosi 0,5 cm.
Stąd wynika, że wartości błędów
standardowych w omawianym wypadku
określimy wzorem:

m

s

= ±

[0,010 m + 0,005 m/km (d-

1)km]

Taka interpretacja jest jednak
niezgodna z intencją producentów
dalmierzy.

Zaletą dalmierzy
elektrooptycznych jest mała
wrażliwość promieni
świetlnych na wilgotność
powietrza, temperaturę i
ciśnienie, mankamentem zaś
rozpraszanie się światła
podczas pracy w ciągu dnia, co
wpływa na ograniczenie
długości odcinków do około 6
km przy pomiarach w dzień.
W nocy można mierzyć odcinki
dłuższe.

Dalmierze elektrooptyczne
mogą być budowane jako
nasadki zakładane na lunety
zwykłych teodolitów lub mogą
być wbudowane w lunetę
teodolitu, stanowiąc jego
integralną część.
Specjalne układy dalmierza
elektrooptycznego łączone
są z układami
teodolitu
elektronicznego w jedną
całość (ang. total station)
tworząc różne
tachymetry elektroniczne.