Brevet FR2493513A1 — publié le 19820507

La présente invention se rapporte, un dispositif pour mesurer la plnneité et la linéarité de surfaces, notamment de surfaces importantes, dans lequel au moins deux récipients remplis d'un liquide,et obturés chacun par une membrane, sont disposés, en tant que capteurs de déplacement vertical, sur la surface à mesurer et une surface de référence en étant couplés chacun avec un transmetteur et dans lequel les si- gnaux électriques,émis par le transmetteur en fonction des déviations des membranes, sont appliqués,après leur passage dans un circuit différentiateur, à un amplificateur de mesu- re dont la sortie est reliée à un dispositif d'enregistre- ment par l'intermédiaire d'une chatne de filtrage. On conna t par le brevet DD 125440 un dispositif pour mesurer la planéitê et la linéarité d'une surface dans lequel deux capteurs de déplacement vertical sont disposés sur une surface de référence et la surface à mesurer et qui est cons- titué par un système à vases communicants fonctionnant par déviation de membranes aux endroits de mesure et de référence. Des signaux électriquespermettant de déterminer la position verticale relative des capteurs de déplacement vertical l'un par rapport à l'autre, sont créés en fonction des déviations des membranes. Les capteurs de déplacement vertical sont alozi en contact avec la surface à mesurer par l'intermédiaire d'un palpeur. Des capteurs de déplacement vertical sont théorique- ment insensibles à des basculements lorsque les palpeurs agissent exactement sur le centre des membranes et lorsque le palpeur se trouve au centre géométrique du récipient. Ce- pendant dans la pratique ce résultat ne peut pas être obtenu parce que des non-homogénéités de la m tière des membranes et des tolérances lors de la déTernin!tion du centre de pal- page produisent des excentricités qui sont supérieures à 0,1 mm. Lors d'un basculement Du d'une inclinaison du capteur de déplacement vertical efîectuant la mesure, en raison d'iné- galités plus importantes de la surface à mesurer ou par suite d'un guidage horizontal imprécis du capteur, le résultat de la mesure se trouve faussé d'une valeur qui est proportion- nelle à l'angle d'inclinaisons En raison de l'inclinaison le signal de mesure enregistré de la coordonnée de hauteur n'est pas correct et de ce Fait la précision et la fiabilité de la mesu-re sont limitées. La présente invention a pour objet d'augmenter la prédision et la fiabilité de la mesure en créant un disposi- tif pour mesurer la planéité et la linéarité dans lequel le résultat de la mesure n'est pas faussé par des phénomènes de basculement du capteur de déplacement vertical. - Les problèmes exposés ci-dessus sont résolus confor- mément à l'invention par un dispositif pour mesurer la pla- néité et la linéarité qui est caractérisé en ce que le cap- teur de déplacement verticaldisposé au-dessus de la surface à mesurer, repose sur une pièce intermédiaire présentantsur sa face inférieure en regard de la surface à mesurer, un palpeur qui peut être amené dans l'alignement du centre de la membrane. Des phénomènes de basculement du capteur de déplace- ment vertical peuvent se produire par suite d'inégalités im- portantes de la surface de la pièce à mesurer ou par des trajets de guidage incorrects résultant du mode de guidage du capteur. Lorsque les effets produits par l'exploration n'agissent pas exactement sur le centre de la membrane ce qui peut provenir des propriétés de la membrane et d'impré- cisions de fabrication ou de montage de cette dernière, le signal de mesure délivré par le capteur de déplacement ver- tical pourrait présenter une certaine quantité de signaux erronés proportionnelle au basculement. Cette proportion de signaux erronés,rêsultant de variations de hauteur se pro- duisant au niveau de la membrane o agissent les effets d'exploration par suite de basculementÉ du capteur, est éli- minée en créant additionnellement à ces variations de hau- teur involontaires des basculements voulus d'un dispositif qui est disposé de façon supplémentaire entre l'endroit enregistrant les effets de l'exploration et la surface à mesurer. A cet effet le palpeur, qui normalement devai; gtre i:onté aucentre du capteur du trajet vertical afin d'eliLiner les effets produits par les basculements, est 1isposé de fa- çon décalée par rapport à l'axe central vertical du capteur. De cette.nir des basculements supplémentaires et voulus son- crées lors de l'exploration de la surface à mesurer. Grace à la disposition horizontale du palpeur (réglage de l'excentricité créée),il est possible d'agir sur le bascule- ment de façon que sa valeur corresponde aux effets de bascu- lement perturbateurs et inévitables mais qu'elle soit de sens contraire. De ce fait seul un effet de basculement,résultant des eux basculements et qui pour le; angles de basculement admis lors de la mesure de la planéité est nul ou insignifiant, agit sur le signal de mesu:e délivré par le capteur de dépla- cement vertical. Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit: Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin ann zxé. La figure unique montre, en coupe, un capteur de dé- placement vertical suivant l'invention. Le capteur de déplacement vertical est constitué par un récipient 6 qui contient un liquide 9 et est obturé par le haut au moyen d'une membrane 10. Sur le récipient 6 est monté un chassis de support 14 à l'intérieur duquel est prévu un transmetteur 12 fonctionnant sans contact et dont l'élé- ment détecteur est constitué par une couche ferro-magnétique ou électriqueinent conductrice 17 recouvrant la membrane 10 et dont la sortie électrique est formée par un conducteur 21 traversant le châssis de support 14. Le récipient 6,qui com- porte une tubulure 16 pour sa liaison communiquante avec un autre capteur de déplacement vertical non représenté, est diposé sIr un chariot de mesure 5 qui présente un alésage 28 pour le passage d'un palpeur 29 du récipient 6. Le chariot de aesure 5 et le paleur 29 reposent sur une pièce intermé- diaire 30 oui présente deux orgranes de couplage latérLux 31, 32 pour un guidage hiri7ontal dians le sers des coordounées x et y. Une plaque intermédiaire 35, dont la face inférieure porte un autre palpeur 36, est fixée sur la face inférieure de la pièce intermédiaire 30 au moyen d'une vis 33 et en in- sérant une rondelle 54. Le palpeur 36 est en contact avec la surface 2 à examiner. Par rapport à l'axe vertical du palpeur 29 le palpeur 36 est décalé d'une distance 1. Le palpeur 36 explore la surface à mesurer 2. Des dif- férences de coordonnée verticales de la surface 2 sont alors transmises au récipient 6 par le palpeur 36, la pièce 30 avec la plaque intermédiaire 35 et par le palpeur 29. En fonction de la déviation de membrane 10 provoquée par le liquide 9 du système à vases communicants, le transmetteur 12 émet, par l'intermédiaire du conducteur 21, des signaux quien combi- naison avec des signaux délivrés par un capteur de déplace- ment vertical disposé sur une surface de référence, sont exploités de façon connue. Le résultat de l'évaluation de ces signaux fournit des informations sur les positions verticales des points, des lignes ou des secteurs de la surface 2 explo- rée par le palpFur 36 par rapport à la position verticale de la surface de référence non représentée au dessin. Le palpeur 29 et le transmetteur 12 sont disposés de façon centrée par rapport à l'axe 37 du récipient 6. En raison de conditions technologiques et de caractéristiques propres à la matière de le membrane 10, l'emplacement du transmetteur 12 sur lequel agissent les effets de l'exploitation n'est pas exactement centré par rapport à l'axe 57. Lors d'un mouvement de bascu- lement du récipient 6 et du châssis de support 14, cette excentricité provoquerait des variations de hauteur au cours de la déviation de la membrane à l'endroit o le transmetteur 12 agit sur cette dernière, et ces variations seraient enre- gistrées par le transmetteur 12 en tant qu'erreurs lors de la mesure de la coordonnée de hauteur concernée de la surface d. Afin d'éviter cette mesure erronée, on crée de façon vou- lue un basculement supplémentaire au niveau de la pièce in- termédiaire 30 et de la plaque 35 qui effectuent de façon forcée les mêmes mouvements de basculement que le récipient O et le châssis de support 14 en décalant le palpeur v6 d'une distance 1 par rapport au palpeur 29,c'est-à-dire par rapport à l'axe central vertical 37. L'effet produit par ce basculement supplémentaire peut être influencé en choisissant une distance 1 appropriée. A cet effet la plaque intermé- diaire 35 est fixée de façon réglable à la pièce intermé- diaire 30 au moyen de la vis 33 traversant un trou 38 qui présente un diamètre approprié. Grâce à ce réglage l'effet produit par le basculement supplémentaire est dosé de façon que l'effet résultant des deux phénomènes de basculement ne provoque, lors de la déviation de la membrane 10, aucune va- riation de hauteur pouvant être enregistrée par le transmet- teur 12,,à l'intérieur d'une plage de basculement permettant une mesure précise de la planéité. De ce fait le résultat de la mesure de la coadonnée de hauteur de la surface à mesu- rer 2 est indépendant des phénomènes de basculement du réci- pient 6 et du châssis de support 14. R E V E N D I C A T I 0 N Dispositif pour mesurer la planéité et la liriéarité de surfaces, notamment de surfaces importantes, dans lequel au moins deux récipients remplis d'un liquide et obturés chacun par une membrane sont disposés, en tant que capteurs de déplacement vertical, sur la surface à mesurer et une sur- face de référence en étant couplés chacun avec un transmet- teur et dans lequel les signaux électriques,émis par le transmetteur en fonction des déviations des membranes, sont appliqués,après leur passage dans un circuit différentiateur, à un amplificateur de mesure dont la sortie est reliée à un dispositif d'enregistrement par l'intermédiaire d'une chaîne de filtrage, caractérisé en ce que le capteur de déplacement vertical (6, 14),disposé au-dessus de la surface à mesurer (2), repose sur une pièce intermédiaire (30) présentant sur sa face inférieure,en regard de la surface à mesurer (2), un palpeur (36) qui peut être amené dans l'alignement du centre (37) de la membrane (10).