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Auteur(s)
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Georges-Pierre VAILLEAU : Ingénieur de l'École nationale supérieure des Arts et Métiers - Adjoint au responsable du pôle Métrologie mécanique, LNE (Laboratoire national de Métrologie et d'Essais)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La traçabilité métrologique des mesures de longueurs est basée sur l'utilisation de sources laser particulières dont on connaît la longueur d'onde. Il est alors possible de démontrer le rattachement des mesures à l'unité de longueur en respectant strictement la définition du mètre.
Dans le cas des mesures d'angle, la référence est le tour, définition purement géométrique de même que la définition de l'unité d'angle plan : « Le radian (rad) est l'angle plan compris entre deux rayons qui interceptent, sur la circonférence d'un cercle, un arc de longueur égale à celle du rayon ».
La nature abstraite de l'unité d'angle, basée uniquement sur des considérations géométriques, lui confère une propriété importante pour tous les utilisateurs : l'accessibilité. On pourrait donc considérer qu’il n’est pas nécessaire d’instituer une chaîne d'étalonnage permettant de lier toute mesure d’angle à la définition de la grandeur ou à une matérialisation de cette définition comme pour le mètre.
Mais la possibilité de réaliser des mesures angulaires avec un certain niveau d’exactitude requiert une instrumentation et une mise en œuvre qui ne sont pas aisément accessibles aux laboratoires d’étalonnage a fortiori dans un contexte industriel, d’où la réalisation d’étalons matérialisant des angles, soit sous forme discrète soit au travers d’instruments de mesure.
En conséquence, la métrologie des angles repose avant tout sur l'instrumentation et sur la capacité des moyens ou méthodes à diviser précisément le cercle, et non sur la possession d'un étalon primaire de référence.
Une exception est faite dans le domaine des petits angles pour lesquels les techniques basées sur des mesures de longueurs sont parfois plus appropriées.
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- Version archivée 1 de juil. 1986 par Bernard SCHATZ
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4. Principe de mesure d'un secteur angulaire
Comme cela a été précisé en introduction, la référence angulaire, au plus haut niveau d’une chaîne d’étalonnage, n'est pas nécessairement un étalon « primaire matériel » mais peut être concrétisée par l’aptitude d’un laboratoire à diviser un tour de manière précise.
Certaines des références présentées au § 3 font appel, dans leur mode de fonctionnement ou dans le cadre d'opérations de surveillance, aux principes présentés ci-après.
4.1 Principe de base de la mesure d'un secteur angulaire
Supposons un cercle divisé en 6 angles nominalement égaux, soit α 1, α 2, α 3, α 4, α 5, α 6 mais présentant un écart au nominal, noté δi .
Supposons un angle x, inconnu mais nominalement égal à α.
Les écarts (notés δ 1,…, δ 6 et δx ) entre chacun de ces angles et l'angle nominal peuvent être estimés en comparant l'angle x à chacun des 6 autres angles.
On suppose que l'on est capable de mesurer avec un bon niveau d'exactitude les différences αi − x, où, ce qui revient au même, δi − δx .
On mesure les 6 écarts :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOORE (W.R.) - Foundation of Mechanical Accuracy - The Moore special tool company, Bridgeport, Connecticut, USA (1970).
-
(2) - LELEU (S.) - Contribution à l’évaluation des angles, conception, réalisation et validation d’un plateau pivotant de très haute précision - Thèse de doctorat ENSAM (Janvier 2000).
-
(3) - PROBST (R.), WITTEKOPF (R.), KRAUSE (M.), DANGSCHAT (H.), ERNST (A.) - The new PTB angle comparator - Meas Sci Technol, 9, 1059-66 (1998).
-
(4) - CATHERIN (J.-M.), DESSUS (B.) - Goniomètre à laser - Brevet d’invention n° 1.5111.089 (26/01/1968).
-
(5) - FILATOV (Yu.V.), LOUKIANOV (D.P.), PROBST (R.) - Dynamic angle measurement by means of a ring laser - Metrologia, 34, 343-351 (1997).
-
(6) - EUROMET - * - . – Project 371, Final Report,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Instruments de mesurage – Équerres en acier. - NF E 11-103 - 1983
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Instruments de mesurage des angles. Généralités. - NF E 11-300 - 1986
-
Instruments de mesurage des angles. Niveaux à bulle. - NF E 11-301 - 1984
-
Instruments de mesurage des angles. Niveaux électroniques. - NF E 11-302 - 1984
-
Instruments de mesurage des angles. Autocollimateurs. - NF E 11-303 - 1985
-
Instruments de mesurage des angles. Barres et plateaux sinus. - NF E 11-304 - 1985
-
Instruments de mesurage des angles. Mesures matérialisées. - E 11-305 - 1988
ANNEXES
1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs
AG Davis – AA Gauge (plateau diviseur)
http://www.agdavis-aagage.com/a_rotary_tables.htm
Brown et Sharp TESA (cales d’angle)
EDA Ducourret (niveaux à bulle, niveaux électroniques)
Heidenhain France (codeurs angulaires)
Möller Wedel : (lunette autocollimatrice ; distributeur OPTOPRIM)
Moore tool company (plateau diviseur)
http://www.mooretool.com/index.html
Optique de précision Fichou (polygone – prismes)
http://optiquefichou.pagesperso-orange.fr/pagessite/index-fr.htm
Starrett Webber gage division (cales d’angle)
http://www.starrett-webber.com/
Taylor...
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