Qu’est-ce qu’un instrument de mesure dimensionnelle ?
Un instrument de mesure dimensionnelle est un instrument ou une machine qui mesure les dimensions d’un objet.
Il en existe de nombreux types, depuis les pieds à coulisse et les micromètres qui mesurent à la main jusqu’aux modèles plus récents qui peuvent mesurer les dimensions automatiquement, sans contact et sans outil.
La mesure dimensionnelle à l’aide d’une machine comporte moins d’erreurs que l’humaine. Elle permet de mesurer des zones qui ne peuvent l’être à l’aide de pieds à coulisse et de micromètres.
Utilisations des instruments de mesure dimensionnelle
Les instruments de mesure dimensionnelle sont utilisés dans de nombreux domaines. Les instruments de mesure portatifs tels que les pieds à coulisse et les micromètres conviennent pour mesurer la taille des pièces. D’autre part, il existe de nombreux types d’instruments mécaniques, tels que la machine de mesure dimensionnelle à image et celle à projection, qui conviennent pour mesurer les dimensions de produits difficiles à mesurer à la main, qui prend habituellement du temps.
Par exemple, les machines de mesure dimensionnelle par imagerie sont utilisées non seulement pour la mesure des dimensions, mais aussi pour l’inspection complète des produits. Elles peuvent prendre des mesures en peu de temps, ce qui explique leur efficacité. Les instruments de mesure concernés permettent de mesurer avec précision la longueur, la largeur et la phase des rainures usinées sur les arbres.
Parmi les exemples concrets, on peut citer la mesure du diamètre du tourillon des vilebrequins, du diamètre extérieur des tubes de verre, des méandres des feuilles et du diamètre extérieur des plaquettes de silicium. Les machines de mesure dimensionnelle projetées peuvent également mesurer des fluctuations telles que l’allongement et l’amincissement lors d’essais de traction.
Principe des instruments de mesure dimensionnelle
Il existe de nombreuses machines de mesure dimensionnelle, y compris des pieds à coulisse, dont les principes sont très variés. Cette section décrit les instruments de mesure dimensionnelle par image et ceux par projection.
1. Instrument de mesure dimensionnelle par imagerie
Les instruments de mesure dimensionnelle par imagerie capturent une image à une distance fixe entre le capteur d’image et l’objet à mesurer. La taille de l’objet à mesurer peut alors être déterminée en intégrant les données de l’image entière, puisque la taille de l’objet est naturellement déterminée par la taille de l’objet reflétée dans un seul pixel.
L’imagerie sans contact est possible, et même les objets mous ou de grande taille peuvent être mesurés. C’est pourquoi il est également utilisé pour mesurer les dimensions de grands bâtiments tels que les pyramides.
2. Instruments de mesure dimensionnelle par projection
Les instruments de mesure dimensionnelle par projection projettent une lumière parallèle sans distorsion sur l’objet à mesurer et agrandissent la silhouette sur un écran. L’image qui y est projetée est utilisée pour prendre des mesures dimensionnelles. Le taux d’agrandissement étant constant, les dimensions originales de l’objet à mesurer peuvent être déterminées en mesurant les dimensions de l’image agrandie.
L’avantage est qu’il est possible d’effectuer des mesures sans contact et que même des formes petites ou complexes peuvent être mesurées. Il existe également des appareils qui réfléchissent la lumière sur l’objet à mesurer et qui mesurent à partir de l’image.
Types d’instruments de mesure dimensionnelle
Il existe différents types d’instruments de mesure dimensionnelle autres que ceux mentionnés ci-dessus. Il en existe deux types principaux : les mécaniques et les manuels.
1. Instruments de mesure dimensionnelle mécaniques
Capteurs de déplacement à laser
Les capteurs de déplacement à laser sont des instruments de mesure dimensionnelle basés sur la triangulation. Les dimensions sont mesurées en irradiant l’objet à mesurer avec un laser. En détectant la lumière réfléchie, le capteur détectant la lumière réfléchie étant positionné à un angle par rapport à la direction de l’irradiation laser.
Lorsque la surface réfléchissante de l’objet à mesurer est soulevée ou abaissée perpendiculairement à la direction de l’irradiation laser, la surface réceptrice de lumière du capteur est déplacée. Ainsi, l’épaisseur (ou autre) peut être mesurée à partir de la différence avec la surface de référence. Outre la méthode susmentionnée basée sur la triangulation, il existe également des méthodes confocales multicolores et confocales de mesure du déplacement par laser.
Machines de mesure du diamètre extérieur par transmission laser
Il s’agit d’appareils qui mesurent les dimensions à partir de l’image projetée de l’objet à mesurer au fur et à mesure que le laser le balaie. Le diamètre extérieur (ou autre) est mesuré en comparant la zone où le faisceau laser est bloqué par l’objet à mesurer avec celle où le faisceau laser ne l’est pas. La méthode la plus courante d’irradiation du faisceau laser est une méthode dans laquelle un miroir à facettes multiples le tourne et le réfléchit pour former un faisceau laser parallèle.
2. Instruments de mesure dimensionnelle manuels
Les instruments de mesure dimensionnelle manuels sont souvent utilisés dans le secteur de la métallurgie.
Les pieds à coulisse
Les pieds à coulisse sont les plus faciles à utiliser dans l’industrie métallurgique. L’objet à mesurer est serré entre deux griffes, l’une du côté de la référence fixe et l’autre du côté de la mesure opérationnelle, et mesuré par incréments de 0,05 mm.
Micromètre
Comme les pieds à coulisse, les micromètres mesurent en serrant l’objet à mesurer avec un comparateur. Toutefois, les micromètres peuvent mesurer à 0,01 mm près et sont plus précis que les pieds à coulisse.
Instruments de mesure dimensionnelle sans pièces mobiles
Ils comprennent les jauges à goupilles, les jauges à butée, les jauges à bloc et les jauges d’écartement. Ces instruments sont usinés avec une grande précision à une taille donnée et ne comportent aucune pièce mobile.
Par exemple, une jauge à goupille a un diamètre de goupille usiné avec une grande précision. De ce fait, si une goupille peut être insérée dans le trou correspondant, on considère que la précision de l’usinage est maintenue.