Medir distancias más largas con alta precisión

Ahora mismo estoy involucrado en la fabricación de estructuras de acero del orden de 5-50 pies de largo. Actualmente, medimos estas estructuras con cintas métricas comerciales de variedad de jardín. La mayoría de las veces, trabajamos con una tolerancia de aproximadamente +/- 1/16 "y no tenemos ningún problema. Recientemente, estamos tratando de hacer que algunos elementos tengan una tolerancia muy alta (al menos +/- 1 / 32 ", acercándose a 1/64" o .016 ") Esta tolerancia se debe a criterios visuales, no mecánicos, pero sigue siendo muy importante para nuestra gestión.

Mi pregunta es, ¿cómo podemos medir de manera confiable este tipo de distancias con ese nivel de precisión? Estoy preparado para pedir algunas cintas métricas trazables NIST, pero no me queda claro si realmente mejorarán la situación. ¿Existen otras tecnologías o técnicas que podrían aplicarse prácticamente en un entorno de fabricación? ¿Hay herramientas topográficas lo suficientemente precisas para resolver el problema? El costo es obviamente un factor, pero nos preocupa más la repetibilidad y la solidez que el precio.

Me doy cuenta de que esta tolerancia sonará ridícula para la mayoría, pero imagino que algunas otras industrias tendrán que funcionar de manera similar, ¿quizás motores grandes para barcos o componentes de plantas de energía?

Obtener ese tipo de precisión sobre esa escala no es trivial y probablemente no sea barato.

Para un tamaño más pequeño de hasta unos pocos metros, una CMM portátil sería una opción ( aquí hay un ejemplo ). Estos tienen una precisión del orden de 10 my se utilizan para cosas como la fabricación de automóviles de alta gama / F1.$\mu$

Sin embargo, los instrumentos de tipo CMM no serían útiles para nada más grande que unos pocos metros, ya que está limitado por la longitud del brazo y deben fijarse en su lugar al medir para obtener un resultado razonable. Para piezas más grandes, la mejor opción de rendimiento sería una especie de rastreador láser ( ejemplo ). Estos también tienen una muy buena repetibilidad (~ 20 m).$\mu$

Las versiones que he visto son interferómetros de cambio de fase, que disparan un láser sobre un retro-reflector en una bola de metal que se coloca en la superficie. Son utilizados por personas como Boeing / Airbus para verificar las tolerancias en la fabricación de aviones.

Estos no son baratos, los rastreadores láser cuestan aproximadamente $ 80,000. Los telémetros láser topográficos convencionales son mucho más baratos, pero no estoy seguro de que tengan una precisión adecuada.

Incluso la mejor cinta métrica de metal es susceptible a una expansión térmica significativa a grandes distancias.

Pruebe con un dispositivo de medición láser ('cinta métrica electrónica') en su lugar: http://www.engineersupply.com/Laser-Measurers.aspx

La medida de la distancia del láser, las placas planas fijadas al objeto y algunas cuñas de espesor conocido deberían ser todo lo que necesita para ubicar con precisión algo a una gran distancia.

Para una alta precisión a largas distancias, es típico utilizar técnicas de topografía generales. Utiliza una estación total ( como esta ) que obtendrá una precisión de 1,5 mm en una sola toma. No son una cinta métrica láser. Las configuraciones / lecturas repetidas con algunas correcciones estadísticas deberían llevarlo fácilmente por debajo de 1 mm. Tenga en cuenta también que estos son inmunes a la expansión térmica de cualquier cinta, pero, por supuesto, el sujeto lo será. Esto también puede permitirse aunque con una compensación matemática.

Lo bueno es que no tienes que comprar una estación total. Puedes alquilarlo por unos días. Mejor aún (dependiendo del presupuesto) es conseguir que un encuestador lo haga por usted. Este puede ser el camino a seguir considerando la experiencia requerida para usar este tipo de kit. A un principiante le tomará un día simplemente pararse con precisión sobre una marca. Creo que la precisión que está solicitando se puede lograr a un costo razonable.