¿Cómo funciona un telémetro laser?

El telémetro o medidor láser de distancias es muy fácil de usar. Al pulsar un botón, este emite una luz que dirigiremos hacia algún punto. Tras una segunda pulsación, la luz se apagará y en la pantalla podremos leer cuál es la distancia que nos separa de dicho punto.

Un telémetro no solo es fácil de usar, este sencillo instrumento de medición también es muy preciso pero ¿cómo funciona?

Cómo funciona un telémetro láser

Principio de funcionamiento de un telémetro láser

Aunque pueda parecer sorprendente, el telémetro láser calcula la distancia contando el tiempo que tarda la luz en viajar, es decir, el tiempo de vuelo.

Para entender mejor cómo funciona un telémetro láser, es interesante compararlo con un radar de velocidad.

El radar de velocidad

RADAR es un acrónimo formado a partir de las palabras radio detection and ranging, en inglés 'detección de radio y rango'. Detector de rango es otro nombre por el que se conoce en inglés al telémetro láser.

Radar de velocidad El radar de velocidad de la carretera calcula la velocidad con ondas electromagnéticas

Como su nombre indica, el radar de velocidad que se pone antes de una curva peligrosa en la carretera detecta la velocidad a la que se aproxima a él un vehículo.

¿Cómo funciona un radar? El RADAR emite ondas electromagnéticas que chocan contra el vehículo y que rebotan. Al rebotar llegan de nuevo al radar. Este mide el tiempo que ha tardado en viajar el eco (las ondas que han rebotado) y así es como calcula la velocidad.

Para que el radar sea efectivo, este debe estar bien calibrado. Sin embargo, hay una forma más sencilla de calcular la velocidad de un coche.

El radar de tramo

El radar de velocidad convencional calcula la velocidad a la que el coche recorre una pequeña distancia situada delante del radar. Sin embargo, hay una forma más sencilla, efectiva y segura de calcular la velocidad de un vehículo en la carretera: con el radar de tramo.

El radar de tramo no es realmente un radar, puesto que no emite ondas. Este aparato cronometra el tiempo que tarda un vehículo en recorrer una distancia conocida.

Pongamos que un vehículo viaja a 120 km/h, es decir, a 33.33 m/s. En cien segundos ese vehículo recorrerá 3.33 km. Si recorre esa distancia en menos tiempo, solo puede significar que lo ha hecho a más velocidad.

Radar de tramo

El radar de tramo no es un radar real, sino un cronómetro.

Por ejemplo, si recorre el tramo en 80 s su velocidad media habrá sido de casi 150 km/h. Así, con un simple cronómetro que empieza a contar en el punto A y deja de hacerlo en el B es como se puede calcular la velocidad, dado que conocemos la distancia entre A y B.

El telémetro láser funciona de manera muy similar a un radar de tramo, pero en este caso el valor que no cambia no es la distancia, sino la velocidad.

Cómo funciona el telémetro láser

El telémetro láser mide el tiempo que tarda en ir y volver la luz. Funciona de la siguiente manera:

  1. Al pulsar el botón, el medidor de distancia láser emite un rayo de luz
  2. El rayo se refleja en el objeto y vuelve al emisor, es decir, el telémetro láser
  3. Al pulsar el botón de nuevo, el rayo se interrumpe
  4. Un sensor recibe el rayo de luz que ha rebotado contra el objeto
  5. El circuito electrónico del telémetro cronometra el tiempo que tarda la luz en ir y volver
  6. Conocer el tiempo de viaje de la luz permite calcular la distancia

¿Cómo se calcula la distancia a partir del tiempo? Esto es posible gracias a que la luz láser viaja a una velocidad casi constante.

Así como el radar de tramo calcula la velocidad a partir de una distancia fija y el tiempo de viaje, el telémetro hace lo opuesto: calcula con precisión la distancia a partir del tiempo de viaje sabiendo que en este caso es la velocidad no cambia.

En concreto, la fórmula sería:

D = vt/2

Donde: v = velocidad de la luz láser, t = tiempo de viaje.

Al circuito electrónico del medidor solo le resta hacer el cálculo y producir las señales eléctricas correspondientes para mostrar la medida en la pantalla de cristal líquido.

¿Son precisos los telémetros láser?

Los telémetros láser pueden medir con precisión incluso distancias de varios cientos de metros, otra cosa es que el sensor o la luz tengan la potencia necesaria para cubrir dicha distancia.

La característica de la luz láser que permite que esto sea posible es que la luz viaja concentrada y no se dispersa. En comparación con la luz convencional, el rayo láser retiene su intensidad incluso después de rebotar contra el objeto. De no ser así, sería imposible calcular la distancia. No obstante si el objeto produce una dispersión excesiva de la luz, por ejemplo, superficies muy brillantes, vidrio, etcétera, la medición no será precisa.

La precisión de este dispositivo depende de la calidad del elemento emisor de la luz láser y del sensor óptico que recibe el rayo rebotado.

Sin embargo, el telémetro no es efectivo para medir distancias muy pequeñas (inferiores a un milímetro), debido a la alta velocidad de la luz.

Cálculo indirecto de la distancia con un telémetro láser y el teorema de pitágoras

¿Cómo se puede medir la altura de un edificio con un telémetro láser? ¿Qué hacemos si queremos medir la altura de un objeto y no tenemos una superficie a la que dirigir el punto rojo del telémetro?

En este caso, los telémetros láser más avanzados pueden hacer un cálculo indirecto de la altura usando el teorema de pitagoras.

Medir edificio telémetro láser por pitágoras Cómo medir un edificio con un telémetro láser usando el teorema de pitágoras

Solo tenemos que situarnos a cierta distancia del objeto y medir la distancia del telémetro a la base del objeto (primer cateto) y la distancia del telémetro a la parte alta del objeto (hipotenusa). El circuito del telémetro despejará el segundo cateto, es decir, la altura del objeto, en base a las medidas anteriores. Es también mediante cálculos indirectos como el telémetro calcula el área y el volumen de una habitación.

Y en el caso de que tu telémetro no incluya dicha función, siempre podrás usar la calculadora.

Otros tipos de telémetro láser

El telémetro láser más común es el que mide el tiempo de vuelo, en inglés ToF Time of Flight. Sin embargo, también existen buscadores de rango que funcionan mediante tecnologías:

  • Desplazamaiento de fase de múltiples frecuencias: el desplazamiento de fase que se produce entre el pulso de entrada y el de salida también permite averiguar la distancia recorrida por la luz. Sin embargo, para evitar alcanzar resultados ambiguos se deben usar varias frecuencias.
  • Interferometría: la técnica de la interferometría es la más útil para mediciones incrementales (en vez de absolutas).

Puedes aprender más cosas sobre el telémetro láser en la Wikipedia.

Telémetro láser TECCPO TDLM21P de 50 m. Sensor de ángulo electrónico. Función de silencio. Distancia, área, volumen, pitágoras y ángulo. Protección IP54.

  • 【Precisión ± 0.3° Nivel electrónico + Super gran pantalla retroiluminación】 En comparación con la burbuja líquida horizontal tradicional, la burbuja horizontal electrónica tiene una mayor precisión, los datos son más intuitivos; 2 agujeros fotosensibles y 1 lente óptica grande, la transmisión de luz se incrementa en un 50%, que se puede leer claramente incluso bajo la luz solar; El componente del cabezal láser de alta precisión se puede medir de forma rápida y precisa en 0,5s.

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