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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) 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 Mesures sans contact- Généralités ;
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Mesures sans contact. Méthodes magnétiques et capacitives Mesures sans contact- Méthodes magnétiques et capacitives ;
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Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 1) Mesures sans contact- Méthodes optiques (partie 1) ;
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Mesures sans contact. Méthodes optiques (partie 2) [R 1 333] ;
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Mesures sans contact. Autres méthodes Mesures sans contact- Autres méthodes ;
—Mesures sans contact. Comparatif Mesures sans contact dans lequel le lecteur trouvera une liste des principaux fournisseurs de capteurs.
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Conoscopie
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3. Défocalisation, focalisation dynamique
3.1 Principe de mesure
Il est dérivé du principe de fonctionnement d’un microscope confocal.
Le système de mesure (figure 7) est composé d’une source lumineuse ponctuelle, d’une lentille de collimation qui permet de réaliser un faisceau parallèle, une lentille de focalisation (objectif à grande ouverture numérique) qui permet d’éclairer la pièce à mesurer avec un point lumineux très petit (sa taille est voisine de la résolution de l’objectif). Pour obtenir les plus grandes étendues de mesure ou effectuer un asservissement, la lentille de focalisation est mobile. La lentille de focalisation est aussi utilisée pour voir la lumière renvoyée par la pièce à mesurer. Une lame séparatrice permet de diriger la lumière réfléchie par la pièce vers un dispositif qui permet de mesurer les écarts de mise au point de l’objectif de focalisation : la défocalisation.
Trois méthodes sont utilisées pour mesurer la défocalisation :
-
celle qui utilise l’astigmatisme d’une lentille 3.1.1 ;
-
la détection confocale 3.1.2 ;
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la détection par prisme 3.1.3.
3.1.1 Détection par utilisation de l’astigmatisme
Une optique de détection fortement astigmate est utilisée : elle forme l’image de la lumière renvoyée par la pièce à mesurer sur un détecteur quatre-quadrants, la forme de cette image est fonction de la position de la pièce à mesurer par rapport au foyer de la lentille de focalisation.
Ainsi, l’image représentée (figure 8b) correspond à une pièce au foyer de la lentille de focalisation, les images...
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Défocalisation, focalisation dynamique
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