COMPARATEUR OPTIQUE: À QUOI ÇA SERT ET PIÈCES - PHYSIQUE - 2025

Le comparateur optique est un instrument métrologique conçu pour contrôler les mesures de pièces fabriquées selon un principe optique simple. Ces pièces, composants de machines fonctionnant dans divers domaines, sont éclairées de manière à ce que l'analyste ait une vue amplifiée de leur profil et de leur surface.

Son fonctionnement est analogue à celui du rétroprojecteur qui fonctionne avec des feuilles d'acétate; Sauf que l'ombre projetée ne se termine pas sur un mur, mais sur un écran à la hauteur de l'observateur ou de l'analyste. L'image de la pièce ou de l'objet éclairé, à travers un jeu de miroirs, permet des mesures directes de ses dimensions, géométrie ou dessins.

Dans les comparateurs optiques, les profils d'objets dans n'importe quel domaine peuvent être analysés et mesurés, tels que ceux nécessaires aux forces navales. Source: photo de l'US Navy par Marshall Fukuki

Les métrologues utilisent le comparateur optique pour garantir que les pièces répondent aux exigences nécessaires que les normes de qualité exigent; sinon, ils pourraient compromettre la fonctionnalité de la machine ou de l'équipement auquel ils se conforment.

Bien que sa technologie soit considérée comme primitive et inadéquate pour les pièces complexes, elle continue d'être très utile en raison de sa simplicité, et de sa capacité à être couplée à un ordinateur qui facilite les calculs des dimensions de la pièce; tels que la zone, la longueur, les angles et la largeur.

A quoi sert un comparateur optique?

Étude des profils et de la surface des pièces

Le comparateur optique est un outil de métrologie optique, sa fonction imminente est donc de permettre d'obtenir des mesures directement à partir de l'image projetée et amplifiée d'une pièce.

On pourrait dire qu'il s'agit d'un mélange entre un rétroprojecteur et un microscope optique: la pièce est éclairée par le bas par une source lumineuse, mais sans qu'il soit nécessaire de regarder à travers un oculaire pour apprécier l'image obtenue.

Parce que cette image est suffisamment grande, des points peuvent être traités et, avec des unités de mesure en pouces ou en centimètres, la longueur ou la courbure de leurs profils peuvent être mesurées; c'est-à-dire les mesures de ses bords projetés (comme dans la première image).

En ayant le profil (contour ou silhouette) de la pièce, une imperfection peut devenir évidente qu'à première vue, parce qu'elle est très petite, elle passerait inaperçue. De même, en modifiant la manière dont ladite pièce est éclairée, notamment si elle est plane, la qualité et les caractéristiques de sa surface peuvent être étudiées.

Analyse de la qualité métrologique

Les pièces fabriquées subissent une série d'analyses de qualité pour distinguer celles qui sont défectueuses et qui sont prêtes à intégrer la machine correspondante. Ces pièces sont généralement des vis, des estampages, des engrenages, des joints, des grilles, des hélices, des puces; tous petits et difficiles à inspecter à l'œil nu.

À partir de leurs profils et d'un modèle de mesure, le contrôle dimensionnel peut être immédiat si ces deux comparés ne correspondent pas dans leurs formes. D'autre part, à l'aide du comparateur optique, des stratégies de mesure peuvent être élaborées pour une nouvelle pièce, afin qu'elle puisse être reproduite à de futures occasions.

La plate-forme sur laquelle repose la pièce peut être déplacée pour couvrir différentes zones du profil ou de la surface, ainsi que pivotée afin de mesurer les rayons de ses courbures ou les diamètres de ses cercles internes.

Domaines d'utilisation

Cet instrument métrologique et optique offre une grande précision dans ses mesures, un confort ergonomique et un gain de temps dans de nombreux laboratoires de recherche aéronautique, aéronautique, automobile, électronique, ainsi que dans ses ateliers mécaniques, horlogers, et dans les lignes d'inspection de ses des usines.

Les comparateurs optiques ont été utilisés pour étudier la surface des pièces, vérifiant ainsi l'état et les caractéristiques de celles-ci; s'ils ont subi une détérioration, des bosses, des éraflures ou s'ils ont perdu leur couleur.

les pièces

Comparateur optique vertical. Source: Sonny Leung

Dans l'image ci-dessus, nous avons un comparateur optique vertical sur lequel une sorte de gabarit est projeté. La différence entre les comparateurs optiques verticaux et horizontaux est la direction à partir de laquelle la pièce est éclairée; les premiers sont surtout utilisés pour les pièces plates, tandis que les seconds pour celles de formes allongées.

Les profils ou contours du gabarit sont observés à l'œil nu, avec une résolution et une amplitude suffisantes pour que plusieurs analystes puissent l'évaluer et effectuer leurs mesures, de manière à pouvoir discuter de leurs résultats en même temps. Cela rend les inspections rapides et faciles.

Écran de projection

Contrairement à d'autres artefacts, le comparateur optique permet de mesurer les dimensions des objets à partir de leurs images bidimensionnelles.

Lesdites images 2D peuvent être vues sur l'écran de projection, qui est suffisamment grand pour que l'analyste puisse effectuer confortablement ses mesures sans forcer sa vision; tant que vous réduisez l'intensité de la lumière.

Lampe et plateforme mobile

La pièce est éclairée par une source lumineuse qui peut être de différentes couleurs. Grâce à un ensemble de miroirs et de lentilles, l'image finit par être projetée sur l'écran. Grâce à la plate-forme mobile sur laquelle la pièce est posée, les profils peuvent être ajustés tout en marquant les points en fonction de leurs formes pour mesurer des longueurs ou des largeurs.

Modèle de référence

Sur la même plate-forme où la pièce est placée, il y a un gabarit circulaire de référence avec les axes cartésiens, de sorte que les positions relatives du profil obtenu par rapport à l'origine puissent être connues.

Ainsi, l'origine deviendrait le centre de l'écran, et la pièce peut être placée dans une position pratique sur le gabarit afin qu'elle coïncide avec une pièce spécifique qui facilite sa mesure.

Panneau de commande

Dans la partie inférieure du comparateur optique se trouve le panneau de commande, avec les commutateurs et les boutons pour sa puissance, son intensité lumineuse ou sa résolution d'image.

Comptable

Un écran plus petit permet la lecture des axes X et Y, qui compte les unités de mesure sélectionnées tout en parcourant les profils de la pièce. Ce compteur détermine également les angles de rotation de l'écran en fonction de la courbure; par exemple, avec lui, vous pouvez mesurer les diamètres des cercles dans le modèle ci-dessus.

Boutons d'arbre

Et enfin, sur les côtés, il y a des boutons qui vous permettent de vous déplacer le long des axes X et Y, d'élever ou d'abaisser l'image projetée, de la déplacer vers la gauche ou la droite, de la rapprocher ou de l'éloigner de la source lumineuse.

Références

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