Brevet FR2520499A1 — publié le 19830729

MESURLUR DE DE Fa RMATICI 4 La présente invention concerne la métrologie et a notamment pour objet les mésureurs de déformation. L'invention peut s'utiliser comme étalon pour l'nomo- logation métrologique des extensomètres à fil résistant et comme instrument servant à étudier la déformation des échantillons en essais de résistance, d'élasticité, etc. L'évolution des extensomètres à fil résistant oblige à créer des moyens adéquats et précis pour leur homologa- tion métrologique Le développement des méthodes numéri- ques dans la théorie de l'élasticité et de la plasticité implique, d'autre part, la mise au point d'un dispositif pour mesurer avec précision le champ de déformation su- perficielle d'un échantillon en vue de validation expéri- mentale des modèles mathématiques respectifs. Les procédés et les dispositifs pour mesurer la dé- formation existants reposent sur l'enregistrement du décalage relatif des repères, par exemple sous forme de diffuseurs linéaires disposés à la surface de l'échantil- lon à essayer, ou sur l'enregistrement de la variation de la période d'un réseau de diffraction porté sur la sur- face de l'échantillon Ces dispositifs sont handicapés par leur enregistreur dont la conception est incompatible avec la sensibilité et la précision demandées. Il existe un mesureur de déformation (cf le brevet américain N 03628866, cl 356-32) comportant un laser relié à un système optique formateur de deux faisceaux lumineux, un repère sous forme d'une portion de réseaux de diffrac- tion porté sur la surface de l'échantillon à essayer, un enregistreur constitué par un objectif de réception et un écran placé dans le plan focal de l'objectif. En mesure de la déformation, l'un des deux faisceaux à la sortie du système optique formateur de faisceaux se dirige vers la portion de réseaux de diffraction Les faisceaux résultant de la diffraction sont focalisés par l'objectif de réception sur l'écran La déformation de l'échantillon fait varier la période du réseau de dif- fraction et, partant, l'angle entre les faisceaux dif- fractés ce qui produit un décalage relatif linéaire des -2 _ faisceaux focalisés sur l'écran C'est par le décalage relatif des faisceaux sur l'écran qu'on évalue la déforia- tion de l'échantillon. Pourtant la sensibilité et la précision dudit disposi- tif sont insuffisantes à cause d'une définition limitée et des aberrations de l'objectif de réception. Il existe un dispositif pour mesurer le, déplacement relatif de deux points choisis d'un objet (cf le brevet a.-iericain N 04050818, cl int GO 1 B 11/16) comportant un laser, deux repères sous forme de diffuseurs linéaires, installésen des points choisis à la surface de l'objet, un enregistreur d'iwage d'interférence due à l'interférence de la lumière diffusée par les repères, composé d'un dé- tecteur photo-électrique et d'un instrument de mesure. Ledit dispositif peut être utile pour la mesure de la dé- formation d'une portion de surface entre deux repères, évaluée par le déplacement relatif des repères. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Les repères sont éclairés par le faisceau laser La lumière diffusée par les repères interfère Lorsque les repères sont décalés entre eux il y a un déplacement de l'image d'interférence par rapport au détecteur photo-électrique qui envoie un signal électrique sur l'instrument de mesure. Le décalage relatif des repères peut s'évaluer par la connaissance de l'écartement initial des repères, de la longueur d'onde laser et du nombre de franges d'inter- férence passées par le détecteur photo-électrique. Ledit dispositif souffre d'une sensibilité et d'une précision faibles, étant donné qu'avec le mode d'enregist- rement utilisé par ce dispositif il est difficile d'avoir dans les limites d'une frange d'interférence une précision de plus de 0,1 de frange Il est à noter également que les vibrations externes ou des déplacements aléatoires du dispositif par rapport à l'objet à étudier entrainent un décalage supplémentaire de l'image d'interfbrence et, par conséquent, des erreurs de mesure. -3 - Il existe des mesureurs de déformation (cf les brevets de la GrandeBretagne; N 1364607 et N 145430, cl int G Ol Bll/16) comportant un laser et un système optique formateur de faisceaux lumineux, placés dans l'axe optique du mesureur, des repères sous forme d'un réseau de diffraction porté sur la surface de l'échantillon à essayer et un enregistreur d'image d'interférence produite par la lu Lière diffusée par le réseau de diffraction. Ledit mesureur fonctionne de la manière suivante. Le système optique forme deux faisceaux laser croisés. On place dans la zone de croisement des faisceaux lu- mineux une réplique transparente (cf le brevet N 1454340), obtenue par contactage avec un réseau de dif - fraction déformé & la surface de l'échantillon, ou une plaque photographique (cf le brevet N 1364607) portant l'image photographique dudit réseau, obtenue par un ap- pareil photographique Un enregistreur, en l'occurrence, un appareil photographique, relève l'image d'inter- férence résultant de l'interférence des deux ordres de diffraction appartenant aux différents faisceaux lumi- neux éclairant la réplique (la plaque photographique). La déformation se détermine par dépouillement de l'inter- férogramme enregistré sur la plaque photographique. Toutefois, lesdits mesureurs possèdent, eux aussi, une définition et une précision insuffisantes D'une part, la préparation des répliques (cf le brevet N 1454340) à partir d'un réseau de diffraction déformé, porté sur la surface de l'échantillon, est un processus long Il est à remarquer à ce propos que les mesures sont ici exposées davantage à des facteurs déstabilisateurs, comme la température ambiante D'autre part, le mesureur (cf le brevet N 1364607) utilise pour enregistrer le réseau de -4 - diffraction déforwé un objectif dont la définition limi- tée et les aberrations viennent compromettre la précision d'enregistrement Un inconvénient encore à noter desdits mesureurs est que la précision de dépouillement des inter- férogrammes enregistrés sur les plaques photographiques est généralement limitée à 0,1 de frange d'interférence. On s'est donc proposé de mettre au point un mesureur de déformation dont l'enregistreur d'image d'interférence donnée par l'interférence de la lumière diffusée par des repères soit conçu de manière à permettre une améliora- tion substantielle de la précision de mesure de la déforma- tion sans pour autant sacrifier la haute définition du me- sureur. Le problème posé est résolu à l'aide d'un mesureur de déformation comportant coaxialement un laser et un système optique formateur de faisceaux lumineux, un système de re- pères portés sur la surface de l'échantillon à essayer, un enregistreur d'image d'interférence due à l'interférence de la lumière diffusée par les repères,caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il y a un modulateur, intercalé coaxialement entre ledit laser et ledit système optique formateur de faisceaux lumineux et servant à décaler la fréquence laser et que l'enregistreur contient un récep- teur photo-électrique composé de deux détecteurs photo- électriques dont chacun est conjugué optiquement avec le repère respectif et un phasemètre électronique raccordé aux sorties des détecteurs photo-électriques. La présence d'un modulateur optique de fréquence opé- rant le décalage de la fréquence laser et de deux détec- teurs photo-électriques permet de traduire le décalage re- latif des repères portés sur la surface de l'échantillon & essayer en déphasage des signaux électriques fournis par les détecteurs photoélectriques mesurable avec une préci-' sion élevée par le phasemètre électronique. Comme dans le mesureur selon l'invention l'enregis- treur es; photo-électrique, il confère à celui-ci une grande rapidité de fonctionnement Par conséquent, le temps de mesure est suffisamment petit pour que les fac- teurs déstabilisateurs n'altèrent pas d'une façon signi- ficative les résultats de mesure D'autre part,grâce à sa grande rapidité de fonctionnement le mesure 4 r selon l'invention peut être utile pour étudier la déformation au cours des processus évolutifs. La haute sensibilité du mesureur selon l'invention per- met également d'effectuer les mesures avec une définition élevée, car la distance entre les repères servant de base à la mesure de déformation peut être adoptée suffisamment petite pour assurer une précision assez grande La haute définition s'impose dans le cas o les échantillons à es- sayer sont hétérogènes. La présence d'un phasemètre électronique raccordé aux sorties des détecteurs photo-électriques affranchit le me- sureur proposé de faibles vibrations d'origine extérieure, étant donné que ces vibrations provoquent les mêmes varia- tions synchrones de phase des signaux électriques émis par les détecteurs photo-électriques qui viennent se sous- traire mutuellement dans le phasemètre électronique. Dans le mesureur selon l'invention l'enregistrement du décalage relatif des repères s'opère sans intermédiaire de l'optique à lentilles limitative de la-précision de mesure de la déformation. Un avantage encore à noter est que l'enregistreur photo-électrique offre la possibilité d'automatisation du processus de mesure. Dans l'un des modes de réalisation particuliers de l'invention le récepteur photo-électrique comporte un troisième détecteur photoélectrique conjugué optiquement avec un troisième repère disposé par rapport au premier ou au deuxième repère à une distance telle que la varia- tion de déphasage des signaux électriques des détecteurs photoélectriques conjugués optiquement avec les troisième et premier ou deuxième repères est limitée à 360 dans toute la plage de mesure de la déformation, les sorties des troisième et premier ou deuxième détecteurs photo- -6 - -électriques étant raccordées à travers un commutateur audit phasemètre électronique. L'adjonction au récepteur photo-électrique d'un troisième détecteur photoélectrique conjugué optiquement avec, un troisième repère disposé à la surface de l'échan- tillon à essayer comme indiqué ci-dessus permet de sup- primer l'incertitude dans un nombre entier de cycles de phase lorsque la variation de déphasage entre le premier et le deuxième détecteurs photoélectriques dépasse 3600, le phasemètre électronique ne pouvant mesurer le déphasage qu'entre O et 3600 Il est possiole d'employer dans une forme de réalisation particulière de l'invention à deux détecteurs photoélectriques un compteur électronique de cycles de phase mais il faut alors que les signaux soient acquittés tout le long des mesures ce -qui constitue une condition impossible dans de nombreuses applications. Dans le mode de réalisation particulier de l'inven- tion à trois détecteurs photo-électriques on effectue deux mesures avant et après la déformation de l'échantillon: la mesure de déphasage des signaux fournis par les premier et deuxième détecteurs photo-électriques (mesure précise) et, par exemple, la mesure de déphasage des signaux en provenance des premier et troisième détecteurs photo-électriques (mesure approchée) dans la plage de O à 3600 Les deux mesures, précise et approchée, donnent le nombre entier de cycles de variation complète de dé- phasage entre le premier et le deuxième détecteurs photo- électriques On peut dire que le troisième détecteur photo-électrique remplit une fonction auxiliaire à la me- sure de déformation. Le mesureur selon l'invention sous sa forme de réali- sation particulière à trois détecteurs photo-électriques permet de mesurer la déformation de différentes portions de surface de l'échantillon par déplacements consécutifs du mesureur d'une position de mesure à l'autre Il est à remarquer que dans ce cas l'échantillon peut présenter superficiellement des défauts ou des trous qui inter- ceptent le signal optique au déplacement du mesureur entre deux positions Or, dans la forme de réalisation parti- 7 - culière de l'invention à deux détecteurs phouo-électriques la coupure du signal optique est intolérable à cause du raté de comptage des cycles de phase qu'elle produit. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux des- sins annexés non limitatifs dans lesquels: la figure 1 représente le schéma du mesureur selon l'invention; la figure 2 montre divers types des repères portés sur la surface de l'échantillon à essayer; la figure 3 schématise une partie de réception du me- sureur pour le cas o le réseau de diffraction est porté sur la surface de l'échantillon à essayer; la figure 4 donne un schéma de disposition des re- pères à la surface de l'échantillon à essayer et le schéma des connexions des détecteurs photo-électriques dans la forme de réalisation particulière du mesureur à trois détecteurs photo-électriques. Le mesureur de déformation (fig 1) comporte suc- cessivement dans l'axe optique 1 un laser 2,,un modula- teur électro-optique de fréquence 3, un système optique 4 servant à former deux faisceaux lumineux 5 et 6 émis par le laser 2 et croisés dans la région 7, un récepteur photo- électrique 8 et un phasemètre électronique 9. On a utilisé un laser à He-4 Ne de 8 m W Le choix du type et de la puissance du laser est soumis aux para- mètres du problème à résoudre dont la précision de mesure à atteindre, le type des repères, la sensibilité des dé- tecteurs photo-électriques, etc Le modulateur électro- optique de fréquence permet de déplacer la fréquence laser de quelques dizaines de k Hz à 5 L Ez Il est possible égale- ment d'utiliserpour décaler la fréquence lumineuse,un modulateur acoustique. Le système optique 4 formateur de faisceaux lumi- neux 5 et 6 comporte un collimateur 10 placé dans l'axe optique 1 et composé d'un micro-objectif 11 (par exemple, lentille à foyer court ou objectif de microscope) et d'un objectif 12 (par exemple, objectif à deux lentilles col- lées), un séparateur 13 de faisceau collimaté 14 en deux faisceaux 15 et 16, composé d'une lame séparatrice polari- sante 17 et d'un miroir 18, une lame demi-onde 19 dis- posée sur le parcours de l'un des faisceaux 15 ou 16 et deux miroirs 20 et 21 ajustables suivant deux axes. Le récepteur photo-électrique 8 contient deux détec- teurs photo-électriques 22 et 23, par exemple photo- multiplicateurs, précédés de diaphragmes 24, 25 et d'un objectif 26 Les détecteurs photo-électriques 22 et 23 ont leurs sorties raccordées aux entrées du phasemètre électronique 9 La fonction de phasemètre électronique peut être faite par tout convertisseur phase-valeur ana- logique ou phase-valeur numérique jouissant d'une résolu- tion et d'une précision suffisantes. Avant de mettre en service le mesureur on porte sur la surface de l'échantillon à essayer 27 les repères 28 et 29 dont le rôle peut être tenu par les objets sui- vants (fig 2): 1) diffuseurs sous forme de sillons étroits 30 et 31 gravés à même la surface de l'échantillon 27 ou sur une couche pulvérisée d'aluminium en cas d'un échantillon à faible réflectance; diffuseur sous forme de fils de verre fins; 2) petites portions 32 et 33 d'un réseau de diffrac- tion réfléchissant dont la période est adaptée à la lar- geur des franges d'interférence dans la région de croise- ment 7 des faisceaux lumineux 5 et 6; 3) portions 34 et 35 d'un réseau de diffraction ré- fléchissant 36 porté sur la totalité de la surface à étu- dier de l'échantillon 27, conjuguées optiquement avec les détecteurs photo-électriques 22 et 23 La période du ré- seau 36 est, elle aussi, adaptée à la largeur des franges d'interférence dans la région de croisement 7. Ensuite l'échantillon à essayer 27 est orienté par rapport au système optique 4 de façon'que les repères 28 et'29 se situent dans la région de croisement 7 des faisceaux lumineux 5 et 6 A l'aide de l'objectif 26 on réalise la conjugaison optique des détecteurs photo- 9 - électriques 22 et 23 respectivement avec les repères 28 et 29 A cet effet, en faisant déplacer le récepteur photo-électrique 8 par rapport à l'échantillon 27 et l'objectif 26 par rapport aux détecteurs photoélectriques 22 et 23, on cherche à les positionner mutuellement de ma- nière que l'image des repères 28 et 29 fournie par l'objec- tif 26 tombe respectivement sur les diaphragmes 24 et 25 des détecteurs photo-électriques 22 et 23. Les repères, par exemple sillons étroits 30 et 31, doivent être orientés le long des franges d'interférence dans la région 7 Le contrôle de la précision d'orienta- tion s'effectue à un oscillographe cathodique qui reçoit en entrée le signal de l'un des détecteurs photo-électri- ques L'emploi de repères 32 et 33 ou $> 4 et 35 sous forme de portions de réseau de diffraction implique, en plus de ladite orientation, que la période du réseau soit adaptée à la largeur des franges d'interférence dans la région 7. On y arrive par un réglage fin en position des miroirs 20 et 21, le réglage étant contrôlé à l'oscillographe ou à l'oeil, avec le modulateur coupé, d'après l'image d'inter- férence créée par les repères 32, 33 ou le réseau 36. Le mesureur selon l'invention fonctionne de la façon suivante. Le faisceau émis par le laser 2 est modulé par le mo- dulateur électro-optique de fréquence 3 A la sortie du modulateur 3 fonctionnant en quart d'onde il y a deux composantes de rayonnement à polarisation orthogonale et de fréquence différente Le collimateur 10 élargit le faisceau lumineux issu du modulateur 3 au diamètre requis. A l'aide du séparateur polarisant 13 ' deux composantes de rayonnement se répartissent en deux faisceaux 15 et 16 à polarisation orthogonale et de fréquence différente La lame demi-onde 19 modifie le sens de polarisation du faisceau 16 de 900 Réfléchis par les miroirs 20 et 21, les faisceaux lumineux 5 et 6 se croisent pour former dans la région de croisement 7 une image d'interférence à modu- lation spatio-fréquentielle d'éclairement (image d'inter- férence mobile). Le champ électrique E 5 et E 6 de l'onde lumineuse dans -10 - les faisceaux 5 et 6 peut s'écrire en coordonnées xoy comme: E 5 =exp St +y 3 lni)j} E.=E e x -P i ( -Q) t_ a (x cos t fsi 74,) o Eo est l'intensité du champ électrique de l'onde lumineuse, /, et sont respectivement la fréquence et la longueur d'onde laser, Q est le décalage de fréquence lumineuse dans le modulateur 3, est l'angle entre les faisceaux 5 et 6. En cas d'interférence des faisceaux lumineux 5 et 6 l'intensité lumineuse I dans la région 7 est égale à: |E 54 E = 2 lCo S(Q 4 ' Sin ( 2) Si la dimension linéaire des repères en oy est négli- geable devant la largeur A de la frange d'interfé- rence dans la région 7, 2 Ji les puissances I 1 2 Sin e usacs I et 12 de la lumière diffusée par les repères 28 et 29 se laissent représenter sous la forme suivante: : t cos( + + A) ( 3) a1 + Cos (tt A-2) o y 1 et 32 sont les coordonnées des repères 28 et 29 - La lumière diffusée par les repères 28 et 29 vers les détecteurs photoélectriques 22 et 23 passe par l'objectif 26. Les détecteurs photoélectriques 22 et 23 transforment les faisceaux lumineux 3 en signaux électriques dont la partie alternative est égale à: cans CS (P Q tÈ/d t 2 ' COS (Qt + 742) Le déphasage complet Z Vd des signaux électriques ( 4) avant la déformation de l'échantillon est, évidemment, égal à: 2 2 -= et après la déformation à o 11,2 est la distance entre les repères 28 et 29 avant la déformation, A 11,2 est l'élongation absolue due à la déformation de la portion de surface longue de 11,2 La variation de déphasage t Fj,2 des signaux ( 4) résultant de la déformation a la forme: t A^= 1 t Aa-bg= / É ( 5), qui est mesurée par le phasemètre électronique 9 Si à + f 2 B 2 / radians il faut utiliser le compteur de cycles de phase. La formule ( 5) donne la déformation relative S de la portion de surface à étudier: 12 2520499 t f'1 = 2 gg,2 ' ( 6) A et 11,2 étant connus. Estimons la définition 'min du mesureur selon 1 ' invention. Soit 112 = 10 mm, A = 0,001 mm (pou un laser à He-Ne; = 0,635 et angle Ce 40 ), la définition du phasemètre électronique 9 L 0,1 1,7 10-3 ra- dians Alors __ 2 7 JO ""';" =2 Z' e -,,, 27 l 2 ' 72 À-/ Pour les mesureurs adoptés comme prototype, pour les mêmes valeurs de A et de 11,2, et pour 36 &min 6 '310-6 ce qui est de deux ordres de grandeur moins bon qu'avec le mesureur selon l'invention. Il est à remarquer que, quoique le mesureur selon l'invention utilise pour conjuguer les détecteurs photo- électriques 22 et 23 avec les repères 28 et 29,un objectif 26, il n'a pas besoin d'être très performant La fonction de l'objectif 26 est, en l'occurrence, de réunir une quan- tité suffisante de lumière diffusée par les repères et de répartir les faisceaux lumineux en provenance des repères entre les détecteurs photo-électriques respectifs. Dans le cas o la fonction de repères est faite par des portions suffisamment petites 32 et 33 de réseau de diffraction réfléchissant, portées d'une façon ou d'une autre sur la surface à étudier, chaque repère se comporte comme un jeu de diffuseurs linéaires cophasés ce qui a pour effet d'augmenter la puissance du signal optique utile. La fig 3 représente le schéma de la partie de récep- ition du mesureur utilisant pour repères des portions suf- fisamment petites 34 et 35 du réseau de diffraction réflé- 13 2520499 13 - chissant 36 porté sur la totalité de la surface à étudier de l'échantillon 27. La diffraction des faisceaux lumineux 5 et 6 sur le réseau 36 engendre les faisceaux 37, 38, 39, représen- tatifs de différents ordres de diffraction On peut tou- jours ajuster l'angle t entre les faisceaux 5 et 6 de façon que, par exemple,,+ I" ordre 37 de diffrac- tion du faisceau 5 et 1 "' ordre 38 de diffraction * du faisceau 6 soient parallèles l'un à l'autre. Ces ordres interfèrent entre eux L'image d'inter- férence est enregistrée par deux détecteurs photo-électri- ques 22 et 23 ayant des diaphragmes d'entrée 24 et 25 suf- fisamment petits et placés à une distance 11,2 l'un de l'autre dans la région de la division géométrique des ordres de diffraction. La déformation de l'échantillon 27 modifie la période du réseau de diffraction 36 ce qui fait apparaitre un pe- tit angle entre les faisceaux 37 et 38 conduisant à la formation dans le plan ls diaphragmes 24 et 25 d'une image d'interférence 40 dont les franges ont une largeur finie. La répartition de l'intensité lumineuse I dans la région d'interférence 40 a pour expression une formule quelque peu différente de la formule ( 2): 1 = t + c OsPi+ 2/74 y( o)| ( 6) o d est la période du réseau de diffraction 36. Si les coordonnées des centres des diaphragmes 24 et sont respectivement Y 1 et Y 2, le déphasage A ú des signaux électriques fournis par les détecteurs photo- électriques 22 et 23 prend, en conformité de ( 6 '), la forme suivante: 2 ( 2d(y 251 2 / of z,t d Soit do et d 1 les périodes du réseau de diffraction 36 respectivement avant et après la déformation de l'échan- tillon 27 La variation 1 i 2 de déphasage des signaux électriques délivrés par les détecteurs photo- électriques 22 et 23 est alors égale, par déformation du réseau 36, à: A 2 % 2 = D Q(, (o 4 t E 2 (dy) (tr) En vertu de la formule ( 7), la déformation relative. d do I se détermine à partir de la con- naissance de 1192 et do et de la mesure du déphasage par la formule suivante: Comme on l'a constaté plus haut, les repères sont en l'occurrence de petites portions 34 et 35 du réseau de diffraction 36 qui envoient le faisceau lumineux respectivement sur les détecteurs photoélectriques 22 et 23 Dans la forme de réalisation particulière du mesureur considérée la conjugaison des détecteurs photo-électriques avec les repères s'effectue sans intermédiaire de l'objec- tif Les diaphragmes 24 et 25 doivent être solidaires l'un de l'autres Cela permet de maintenir constante la dis- tance 11,2 entre eux qui sert de base à la mesure de la déformation et d'ignorer les faibles vibrations d'origine extérieure et les déplacements du mesureur par rapport à l'échantillon. Sous la forme de sa réalisation particulière que nous venons d'examiner le mesureur est capable d'une définition très élevée et d'une précision de mesure de la déformation excellente, étant donné que dans cette forme la puissance du signal utile (et le rapport signal bruit), à l'égali- té d'autres conditions, est très supérieure à celle dans le cas o les repères se présentent, par exemple, comme -2520499 des diffuseurs linéaires particuliers Il est à noter de plus que sous cette forme de réalisation particulière du mesureur on peut mesurer tout le champ de déformation de l'échantillon par balàyage parallèle du mesureur par rap- port à l'échantillon à essayer. La fig 4 représente une autre forme de réalisation particulière du mesureur dont le récepteur photo-électrique 8 comporte à titre supplémentaire un troisième détecteur photo-électrique 41 avec le diaphragme de réception 42, conjugué à l'aide de l'objectif 26 à un troisième repère 43 à la surface de l'échantillon 27 placé, par exemple, à une distance 11,3 du premier repère 28 Les sorties des détecteurs photo-électriques 41 et 23 sont raccordées à l'une des entrées du phasemètre électronique 9 à travers un commutateur 44. Le rôle de commutateur 44 a été tenu par un tumbler, mais il est possible d'utiliser tout autre commutateur dont électronique. Dans sa forme de réalisation particulière à trois dé- tecteurs photo-électriques le mesureur a un fonctionnement identique à celui dans la forme de réalisation particulière préférée à deux détecteurs photo-électriques Il faut seule- ment expliquer le procédé de levée de doute dans un nombre entier de cycles de variation de déphasage entre les dé- tecteurs photo-électriques 22 et 23 et le choix de la dis- tance entre le premier 28 et le troisième 43 repères. En posant que la déformation relative ú de l'échan- tillon à essayer 27 est de loin inférieure à une certaine valeur 1 ma X' suivant la formule ( 6), pour ZJ Y: 2 /L On a A La variation de déphasage des signaux fournis par le premier et troisième détecteurs photoélectriques 22 et 41, en vertu de l'équation ( 5) adaptée à notre cas, est alors égale à: 16 - ,=,3 La variation A 2 de déphasage des signaux en pro- venance des premier et deuxième détecteurs photo-électri- ques 22 et 23 peut s'écrire comme suit: t,,2 = t ',,: 27 f'/+,2 ( 8), o N est le nombre entier de cycles de phase, ó 2 est le déphasage mesuré par le phasemètre 9, ,z = -2 En supposant que la déformation de l'échantillon 27 sur la portion 11,2 est régulière, on a approximativement: / I ou ay,-{, 27 + 2,20,,3 e 3 r ' D'o on trouve N par arrondi à l'entier le plus proche: #=in E'ld E(Sy -3 el, Y Jiç ( 9) * o int (z) est la fonction de la partie entière du nombre z. De cette façon, on détermine d'abord par la formule ( 9) à partir de la connaissance de ó,2 et de A ó,3 le nombre N de cycles de phase; ensuite on recherche par la formule ( 8) la variation complète de déphasage à ó,2 et, enfin, on trouve la déformation relative ú de la portion de surface longue de 11,2 par la formule ( 6). Il est à noter également que la puissance du signal optique utile peut être augmentée notablement par concentra- tion du faisceau laser directement sur les repères A cet effet le système optique doit subir une certaine modifica- tion pour avoir au lieu de deux faisceaux larges en sortie plusieurs paires de faisceaux étroits (une par repère) don- nant les iranges d'interférence de largeur égale dans toutes les régions de croisement des faisceaux Pour une distance relativement importante entre les repères le gain de puis- sance du signal optique utile peut dans ce cas constituer quelques ordres de grandeur ce qui permet de faire appel au laser à He-Ne de 1 m W et au-dessous. Par une réorganisation adéquate du système optique for- mateur de faisceaux lumineux et adjonction d'un second re- cepteur photo-électrique le mesureur proposé peut être doté de deux canaux et s'utiliser pour mesurer la déformation de la surface d'un échantillon suivant deux directions ortho- gonales La séparation des canaux s'effectue par polarisa- tion de la lumière diffusée par les repères La surface de l'échantillon à essayer reçoit dans ce cas un second système de repères orthogonaux par rapport aux repères du premier système. 18 - R E V E N D I C A T I O N S 1 Mesureur de déformation comportant, placés dans le même axe optique ( 1) , un laser ( 2) et un système optique ( 4) formateur de faisceaux lumineux ( 5, 6), un système de repères ( 28, 29, 43) portés sur la surface d'un échantil- ion à essayer ( 27) et un enregistreur d'image d'interfé- rence due à l'interférence de la lumière diffusée par les repères ( 28, 29, 43), c a r a c t é r i S é par le fait qu'entre le laser ( 2) et le système optique ( 4) formateur de faisceaux lumineux ( 5, 6) et coaxialeminent avec ceux-ci il y a un modulateur ( 3) servant au décalage de la fré- quence laser, et que, d'autre part, l'enregistreur con- tient un récepteur photo-électrique ( 8) composé de deux détecteurs photo-électriques ( 22, 23) dont chacun est con- jugué optiquement avec le repère respectif ( 28, 29), et d'un phasemètre électronique ( 9) raccordé aux sorties desdits détecteurs photo-électriques ( 22, 23). 2 Mesureur selon la revendication 1, c a r a c t é r i S é par le fait que le récepteur photo- électrique ( 8) est doté à titre supplémentaire d'un troisième détecteur photo-électrique ( 41), conjugué opti- quement avec un troisième repère ( 43) disposé par rapport aux premier ( 28) ou deuxième ( 29) repères à une distance ( 11,3) telle que la variation de déphasage des signaux électriques fournis par les détecteurs photo-électriques ( 22, 23, 41) conjugués optiquement avec le troisième ( 43) et le premier ( 28) ou le deuxième ( 29) repères est limitée à 360 dans toute la plage de mesure de la déformation, les sorties du troisième ( 41) et du premier ( 22) ou du deuxième ( 23) détecteurs photo-électriques étant raccordées à tra- vers un commutateur ( 44) audit phasemètre électronique ( 9) À