Medindo distâncias maiores com alta precisão

Estou envolvido agora na fabricação de estruturas de aço da ordem de 5 a 50 pés de comprimento. Atualmente, medimos essas estruturas com fitas métricas comerciais de variedades de jardins. Na maioria das vezes, trabalhamos com uma tolerância de +/- 1/16 "e não temos nenhum problema. Recentemente, estamos tentando tornar alguns itens com uma tolerância muito alta (pelo menos +/- 1 / 32 ", aproximando-se de 1/64" ou 0,016 ") Essa tolerância se deve a critérios visuais não mecânicos, mas ainda é muito importante para a nossa administração.

Minha pergunta é: como podemos medir com segurança esse tipo de distância com esse nível de precisão? Estou preparado para pedir algumas medidas de fita rastreáveis ​​ao NIST, mas não está claro para mim se elas realmente melhorarão a situação. Existem outras tecnologias ou técnicas que poderiam praticamente ser aplicadas em um ambiente de fabricação? Existem ferramentas de levantamento precisas o suficiente para resolver o problema? O custo é obviamente um fator, mas estamos mais preocupados com a repetibilidade e a robustez do que o preço.

Sei que essa tolerância vai parecer ridícula para a maioria, mas imagino que outras indústrias possam ter um desempenho semelhante, talvez grandes motores para navios ou componentes de usinas?

Obter esse tipo de precisão nessa escala não é trivial e provavelmente não será barato.

Para tamanhos menores até alguns metros, um CMM portátil seria uma opção ( aqui está um exemplo ). Eles têm precisão da ordem de 10 e são usados ​​para itens como fabricação de carros de última geração / F1.$\mu$

No entanto, os instrumentos do tipo CMM não seriam úteis para nada maior que alguns metros, pois são limitados pelo comprimento do braço e devem ser fixados no local durante a medição para obter um resultado sensível. Para peças maiores, a opção com melhor desempenho seria uma espécie de rastreador a laser ( exemplo ). Estes também possuem repetibilidade bastante boa (~ 20 m).$\mu$

As versões que eu vi são interferômetros de mudança de fase, que disparam um laser em um retrorrefletor em uma bola de metal que é colocada na superfície. Eles são usados ​​por pessoas como a Boeing / Airbus para verificar as tolerâncias na fabricação de aviões.

Estes não são baratos, os rastreadores a laser custam aproximadamente US $ 80.000. Os telêmetros a laser convencionais para levantamento topográfico são muito mais baratos, mas não tenho certeza de que teriam precisão adequada.

Até a melhor fita métrica de metal é suscetível a uma expansão térmica significativa em grandes distâncias.

Experimente um dispositivo de medição a laser ('fita métrica eletrônica'): http://www.engineersupply.com/Laser-Measurers.aspx

A medida da distância a laser, as placas planas presas ao objeto e alguns calços de espessura conhecida, devem ser tudo o que você precisa para localizar com precisão algo a uma grande distância.

Para alta precisão em longas distâncias, é típico o uso de técnicas gerais de levantamento. Você usa uma estação total ( como esta ) que oferece precisão de 1,5 mm em uma única foto. Eles não são uma fita métrica a laser. Configurações / leituras repetidas com algumas correções estatísticas devem levar você a menos de 1 mm. Observe também que eles são imunes à expansão térmica de qualquer fita, mas é claro que o assunto será. Isso também pode ser permitido, embora com compensação matemática.

O bom é que você não precisa comprar uma estação total. Você pode alugá-lo por alguns dias. Melhor ainda (dependendo do orçamento) é contratar um pesquisador para fazer isso por você. Esse pode ser o caminho a seguir, considerando a experiência necessária para usar esse tipo de kit. Vai demorar um iniciante por dia apenas para sustentar com precisão acima de uma marca. Penso que a precisão solicitada pode ser alcançada a um custo razoável.