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RÉSUMÉ
Cet article présente les méthodes optiques de mesures dimensionnelles sans contact. Les capteurs utilisant cette méthode sont simples et peu coûteux, et la méthode est donc largement employée dans l'industrie mécanique. Les principes utilisés sont abordés dans cet article. Puis des systèmes plus complexes, telles que l'épiscopie ou la triangulation, permettant notamment des mesures tridimensionnelles, sont présentées.
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Jean‐Louis CHARRON : Ingénieur au Centre technique des industries mécaniques (CETIM)
INTRODUCTION
Ces méthodes optiques de mesures dimensionnelles sans contact conduisent généralement à la réalisation de capteurs peu coûteux. Elles ont une large diffusion dans le domaine de la mécanique où on les trouve sous la forme de simple détecteur tout ou rien utilisé pour automatiser des machines, pour un coût plus élevé, elles sont rencontrées sous la forme de capteur mesurant unidimensionnel simple. Les systèmes les plus complexes permettent d’effectuer des mesures tridimensionnelles. Dans la plupart des cas, elles sont simples à mettre en œuvre et leur principe de fonctionnement n’est jamais très complexe.
Cet article s’inscrit dans une série consacrée aux capteurs de mesures dimensionnelles sans contact :
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Mesures sans contact. Généralités ;
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Mesures sans contact. Méthodes magnétiques et capacitives ;
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Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 1) [R 1 332] ;
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Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 2) ;
-
Mesures sans contact. Autres méthodes ;
— Mesures sans contact. Comparatif dans lequel le lecteur trouvera une liste des principaux fournisseurs de capteurs.
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"Mesures mécaniques et dimensionnelles"
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4. Ombroscopie, diascopie
Le lecteur pourra consulter également l’article Visualisation et mesures optiques en aérodynamique , § 1.2 dans ce traité.
Pour effectuer des mesures par ombroscopie on réalise un éclairage de la pièce à mesurer par l’arrière à l’aide d’un faisceau lumineux parallèle ou un éclairage diffus et l’on mesure l’image de la pièce ou son ombre, agrandie ou non, sur un détecteur (diascopie).
Trois méthodes sont principalement utilisées pour effectuer des mesures par ombroscopie :
-
utilisation d’une nappe ou d’un faisceau parallèle statique ;
-
utilisation d’un éclairage diffus ;
-
balayage par un faisceau laser.
4.1 Utilisation d’une nappe ou d’un faisceau parallèle statique
À l’aide d’une source ponctuelle, qui peut être une diode laser, un trou ou une fente placée au foyer d’une lentille convergente (cylindrique ou sphérique), un faisceau (ou une nappe lumineuse) parallèle est réalisé. Il éclaire la (ou les) pièce(s).
La qualité du faisceau lumineux (parallélisme) sera d’autant plus grande que la taille de la source lumineuse est petite. Les caractéristiques de la lentille collimatrice ont aussi leur importance.
Pour une diode laser monomode, la répartition angulaire de l’intensité lumineuse suivra une courbe gaussienne (figure 23 a ). Si la source ponctuelle est réalisée avec un trou, la répartition angulaire suivra une courbe d’Airy. Enfin, si la source est réalisée à l’aide d’une fente, la répartition sera en
(figure 23 b ).
On peut aussi associer une diode laser, un réseau holographique et une lentille pour réaliser un plan laser parallèle et uniforme.
Aucune des méthodes n’est parfaite, une répartition angulaire uniforme de l’intensité est difficile à obtenir.
L’ombre...
Ombroscopie, diascopie
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