Вимірювання довших відстаней з високою точністю


12

Я зараз беру участь у виготовленні сталевих конструкцій порядку 5-50 футів завдовжки. В даний час ми вимірюємо ці споруди садовими комерційними стрічковими заходами. Більшу частину часу ми працюємо з толерантністю приблизно +/- 1/16 "і не маємо жодних проблем. Останнім часом ми намагаємося зробити деякі предмети дуже високою толерантністю (принаймні +/- 1 / 32 ", що наближається до 1/64" або .016 ") Ця толерантність зумовлена ​​візуально не механічними критеріями, але вона все ще дуже важлива для нашого управління.

Моє запитання полягає в тому, як ми можемо достовірно вимірювати подібні відстані з таким рівнем точності? Я готовий замовити кілька заходів із відстежуваної стрічки NIST, але мені не ясно, чи дійсно вони покращать ситуацію. Чи існують інші технології чи методи, які практично можуть бути застосовані у виробництві? Чи є якісь інструменти обстеження достатньо точними для вирішення проблеми? Вартість очевидно є фактором, але ми більше переймаємося повторюваністю та надійністю, ніж ціною.

Я усвідомлюю, що ця толерантність буде здаватися смішною для більшості, але я думаю, що деякі інші галузі можуть працювати аналогічно, можливо, великі двигуни для кораблів або компонентів електростанцій?


1
Розташування космічних зондів на околицях Сонячної системи вимірюється з точністю в кілька см ... тож залежить від того, скільки ви готові інвестувати і наскільки точно ви хочете піти.
СФ.

Відповіді:


5

Отримати таку точність за цією шкалою не є тривіальним і, ймовірно, не буде дешевим.

μ

μ

Я бачив версії інтерферометрів, що зміщують фази, які запускають лазер на світловідбивач у металевій кулі, розміщеній на поверхні. Вони використовуються людьми, як Boeing / Airbus, для перевірки допусків на виробництві літаків.

Це не дешеві лазерні трекери - це приблизно 80 000 доларів. Звичайні оглядові лазерні далекоміри значно дешевші, але я не впевнений, що вони мали б відповідну точність.


Портативний CMM, який ви перераховували, також обмежений довжиною руки. Ви можете переміщати його, але це корисно лише тоді, коли рука нерухома. Ви починаєте переміщувати його між вимірами тієї ж частини, і будете мати марні показання.
Тревор Арчібальд

Дякую Нівагу, я думаю, що це може бути та річ, яку ми шукаємо. @TrevorArchibald, ви хочете сказати, що нам потрібно буде встановити інструмент у нерухомому положенні, проти якоїсь еталонної поверхні, і завжди брати звідти наше вимірювання? Це не ідеально, але це можна зробити.
Ethan48

2
@ Ethan48 Так, так працює рука Фаро. Він все ще досить портативний, його не потрібно калібрувати щоразу, коли ви переміщуєте його, але він виконує всі свої розрахунки стосовно своєї бази, тому якщо база рухається, ваші вимірювання вимкнено.
Тревор Арчібальд

@TrevorArchibald Так, це було моєю точкою. Читаючи його знову, було не дуже зрозуміло. Відредагуємо.
nivag

4

Навіть найкраща металева рулетка сприйнятлива до значного теплового розширення на великих відстанях.

Спробуйте замість цього встановити лазерний вимірювальний прилад ("електронна рулетка"): http://www.engineersupply.com/Laser-Measurers.aspx

Лазерна міра відстані, плоскі пластини, притиснуті до предмета, і деякі перемички відомої товщини, повинні бути всіма необхідними для точного розташування чогось на великій відстані.


Спасибі! Ми звичайно використовуємо лазерні стрічки на дуже великих відстанях, але, наскільки я знаю, навіть Leica обіцяє лише +/- .040, що не набагато точніше, ніж ми отримуємо зі стрічкою. Термічне розширення тут безумовно набуває значного значення. На щастя, температура в нашому магазині досить добре регулюється, тому вона може бути керованою. Я читав, що коефіцієнт теплового розширення становить 6,7x10 ^ -6, що, на мою думку, означає .004 "на градус понад 50". Що ще важливіше, оскільки і стрічка, і конструкція сталеві (і орієнтовані в одному напрямку,) не будуть " t вони розширюються аналогічно? Це наївне твердження?
Ethan48

1
Якщо вони обидва схожих сортів сталі, вони повинні розширюватися на дуже схожі кількості. Я погоджуюся з вашим числом ~ 0,004 "/ градус F. Якщо лазерні пристрої недостатньо точні, все, що я можу придумати, - це якийсь божевільний експеримент
Fizeau,

Так, це найкраще, що я придумав поки що, але, очевидно, не дуже практично. З того, що я розумію, саме так вони калібрують головні стрічки.
Ethan48

Як ви знаєте, яка точність / похибка ваших вимірювань?
СФ.

@SF, я не в простежуваному сенсі, але ми перевірили підбірку стрічок на 15-дюймовий мікрометровий стандарт, а також один на одного на великих шматках сталі, щоб отримати загальний сенс.
Ethan48

3

Для високої точності на великих відстанях типово використовувати загальні методи зйомки. Ви використовуєте загальну станцію ( наприклад, ця ), яка дозволить отримати точність 1,5 мм за один кадр. Вони не є лазерною рулеткою. Неодноразові налаштування / показання з деякими статистичними поправками повинні легко отримувати вас нижче 1 мм. Зауважте також, що вони не застраховані від термічного розширення будь-якої стрічки, але, звичайно, тема буде. Це теж може бути дозволено, хоча з математичною компенсацією.

Хороша річ, що не потрібно купувати загальну станцію. Орендувати його можна на кілька днів. Ще краще (залежно від бюджету) - це змусити хлопця з опитування зробити це за вас. Це може бути шлях до розгляду досвіду, необхідного для використання цього виду набору. Початківцю знадобиться щодня, щоб точно вистояти над позначкою. Я думаю, що точність, яку ви просите, може бути досягнута за розумну ціну.


Гаразд, цікаво. Таким чином, сам інструмент хороший приблизно до 1/16 "толерантності, яку я намагаюся обіграти, але ви говорите, що за допомогою декількох вимірювань є способи отримати більш точні?
Ethan48

@ Ethan48 Так. Це те саме, що виміряти довжину сигари. Повторіть вимірювання в 10 разів і в середньому. Ви отримаєте кращу точність, ніж одна з вимірювань. Я одного разу провів цілий день на горі, взявши 100 читань із чимось схожим на цей комплект.
Пол Ушак

Вашою проблемою буде техніка та досвід. Загальна станція є дуже складною і, швидше за все, не може бути налаштована над виготовленням. Це доведеться компенсувати. Це призводить до навантаженого навантаження геометрії та методів диспергування помилок. Ви можете домогтися чогось на зразок покращення точності root (n), де n - кількість показань (раундів). Потім є припуск для теплових рухів виготовлення. Найкраще може завести хлопця на день.
Пол Ушак

Так, я все за те, щоб залучити когось із знаннями. Моє попереднє розуміння полягало в тому, що статистичні методи можуть підвищити впевненість у вимірюванні, але насправді не підвищують точність, але це не область, яку я вивчив насправді.
Ethan48
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.