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RÉSUMÉ
Cet article présente des méthodes optiques très spécifiques pour la mesure dimensionnelle sans contact. Ces méthodes ont une mise en œuvre plus complexe que celle des méthodes traditionnelles, mais avec un champ d'application un peu différent. Ainsi la télémétrie par mesure de temps de vol et l’interférométrie utilisent la vitesse de propagation finie de la lumière. La télémétrie sert à effectuer des relevés dimensionnels sur des pièces de grandes dimensions, par exemple dans le bâtiment. D'autres techniques sont dédiées à la mesure de zones difficiles d'accès, de pièces réfléchissantes, etc.
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Jean‐Louis CHARRON : Ingénieur au Centre technique des industries mécaniques (CETIM)
INTRODUCTION
Ces autres méthodes optiques de mesures dimensionnelles sans contact reprennent, pour la plupart, les principes de mesure par triangulation, épiscopie ou ombroscopie, mais leur mise en œuvre est plus complexe. Elles conduisent à la réalisation de systèmes de mesure qui permettent de compléter les possibilités des méthodes décrites dans l’article Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 1) , leur champ d’application est plus restreint et spécialisé.
La télémétrie par mesure de temps de vol et l’interférométrie utilisent quant à elles la vitesse de propagation finie de la lumière qui n’a pas été exploitée pour réaliser les dispositifs décrits dans la première partie [R 1 332].
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) ;
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Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 2) [R 1 333] ;
-
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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5. Analyse de front d’onde
Au lieu d’utiliser la biréfringence pour analyser un front d’onde et déterminer la position d’une source lumineuse dans l’espace par une méthode différentielle comme cela est fait en conoscopie 8, l’analyse du front d’onde se fait par un filtrage spatial. De nombreux filtres peuvent être utilisés, deux méthodes qui correspondent à des produits industriels sont présentées :
-
le masquage annulaire ;
-
l’utilisation d’un réseau de microlentilles.
Cette méthode peut aussi être présentée comme l’utilisation d’un nombre important de capteurs de distance par triangulation qui effectuent les mesures parallèlement et dont on fait la moyenne des résultats (cf. article § 2).
5.1 Masquage central
-
Principe
Le capteur est composé d’une lentille dont on a masqué le centre, il n’y a qu’une partie annulaire qui est utilisée (figure 14). Le point mesuré est éclairé par un faisceau lumineux coaxial à la lentille, l’image de ce point lumineux est formée sur un détecteur CCD, c’est un anneau dont le diamètre varie en fonction de la distance du point mesuré. Si R est le rayon moyen de la partie annulaire utilisée de la lentille de focale f, le rayon r de l’anneau formé sur un détecteur CCD placé au foyer de la lentille en fonction de la distance d de la pièce est : r = R · f /d. La réponse a donc une forme hyperbolique.
La mesure pourrait être effectuée sans masquer la partie centrale de la lentille, en mesurant le diamètre de la tâche lumineuse formée sur le détecteur...
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