Différents interféromètres en métrologie – ExtruDesign

Différents interféromètres en métrologie

En termes simples, l’interférométrie n’est rien d’autre que l’utilisation d’interférences optiques pour effectuer des mesures précises de très petites dimensions linéaires de jauges à glissement. L’interféromètre fonctionne sur le même principe de base que celui d’un optique plat. Dans l’article précédent, nous avons discuté de ce qu’est l’interférométrie en métrologie, dans cet article, nous allons discuter des différents interféromètres en métrologie.

Différents interféromètres en métrologie

Interféromètres

Pour les très petites mesures linéaires, des interféromètres sont utilisés. Les interféromètres sont des instruments optiques qui sont utilisés pour de très petites mesures linéaires. L’application la plus connue est que les interféromètres sont utilisés pour vérifier la précision des jauges de glissement et mesurer les erreurs de planéité.

Comme nous l’avons mentionné que l’interféromètre fonctionne sur le même principe de base que celui d’un plan optique, il est en outre pourvu de dispositions pour contrôler le placement et l’orientation des franges. Il est également doté d’un système de visualisation ou d’enregistrement, ce qui élimine les erreurs de mesure.

Différents interféromètres en métrologie

Il existe principalement 3 interféromètres différents disponibles en métrologie

  1. Interféromètre de planéité NPL
  2. Interféromètre à jauge Pitter-NPL
  3. Interféromètres laser

Ce sont les Interféromètres très connus en métrologie. Discutons de chacun d’eux.

1. Interféromètre de planéité NPL

Interféromètre de planéité NPL
  • L’interféromètre de planéité NPL est développé par le National Physical Laboratory du Royaume-Uni.
  • L’interféromètre de planéité NPL comprend un système optique simple, qui fournit une image nette des franges pour permettre à l’utilisateur de les visualiser.
  • La lumière d’une lampe à vapeur de mercure est condensée et passe à travers un filtre vert, ce qui donne une source de lumière monochromatique verte.
  • La lumière va maintenant passer à travers un trou d’épingle, donnant une source ponctuelle intense de lumière monochromatique.
  • Le sténopé est positionné de telle sorte qu’il se trouve dans le plan focal d’une lentille de collimation.
  • Ainsi, la lentille de collimation projette un faisceau lumineux parallèle sur la face de la jauge à tester via un plan optique. Il en résulte la formation de franges d’interférence.
  • Le faisceau lumineux, qui porte une image des franges, est réfléchi et dirigé à 90° à l’aide d’un réflecteur à plaque de verre.
  • L’ensemble du système optique est enfermé dans un corps en métal ou en fibre de verre.
  • Il est muni de réglages pour faire varier l’angle du plat optique, qui est monté sur un trépied réglable.
  • De plus, la plaque de base est conçue pour être tournée afin que les franges puissent être orientées au mieux.

Lire l’article complet : Interféromètre de planéité NPL

2. Interféromètre à jauge Pitter-NPL

Interféromètre à jauge Pitter-NPL
  • L’interféromètre à jauge Pitter-NPL est l’un des interféromètres en métrologie utilisés pour déterminer les longueurs réelles des jauges à glissement.
  • Étant donné que la mesure nécessite un degré élevé d’exactitude et de précision, l’instrument doit être utilisé dans des conditions physiques hautement contrôlées.
  • Il est recommandé que le système soit maintenu à une température ambiante de 20°C et une pression barométrique de 760 mmHg avec une pression de vapeur d’eau de 7 mm, et qu’il contienne 0,33 % en volume de dioxyde de carbone.
  • La lumière provenant d’une source monochromatique (la source lumineuse préférée est une lampe au cadmium) est condensée par une lentille de condensation et focalisée sur une ouverture d’éclairage.
  • Cela fournit une source de lumière concentrée au point focal d’une lentille de collimation.
  • Ainsi, un faisceau lumineux parallèle tombe sur un prisme à déviation constante.
  • Ce prisme divise la lumière incidente en rayons lumineux de différentes longueurs d’onde et donc de différentes couleurs.
  • L’utilisateur peut sélectionner une couleur souhaitée en faisant varier l’angle des faces réfléchissantes du prisme par rapport au plan de la plaque de base.
  • Le prisme fait pivoter la lumière de 90° et la dirige sur le plan optique.
  • Le plat optique peut être positionné à un angle souhaité au moyen d’un agencement simple.
  • La jauge de glissement qui doit être vérifiée est maintenue juste en dessous du plat optique au-dessus de la surface très plane de la plaque de base.
  • La partie inférieure du plat optique est recouverte d’un film d’aluminium, qui transmet et réfléchit des proportions égales de la lumière incidente.
  • La lumière est réfléchie par trois surfaces, à savoir la surface du plat optique, la surface supérieure de la jauge de glissement et la surface de la plaque de base.
  • Les rayons lumineux réfléchis par les trois surfaces traversent à nouveau le système optique ; cependant, l’axe est légèrement dévié en raison de l’inclinaison du méplat optique.
  • Cette lumière légèrement décalée est captée par un autre prisme et tournée de 90°, afin que le motif des franges puisse être observé et enregistré par l’utilisateur.

Lire l’article complet : Interféromètre à jauge Pitter-NPL

3. Interféromètres à laser

L’interféromètre laser est l’un des interféromètres qui utilise des moyens laser et des commandes électroniques pour effectuer l’inspection des pièces de machine pour la rectitude, le parallélisme et la planéité, et la mesure de très petits diamètres, entre autres, et également pour calibrer les jauges de glissement.

Interféromètres à laser

  • Les interféromètres à laser sont de plus en plus populaires dans les applications de métrologie ces derniers temps.
  • Traditionnellement, les lasers étaient plus utilisés par les physiciens que par les ingénieurs, car les fréquences des lasers n’étaient pas assez stables.
  • Cependant, maintenant, les lasers stabilisés sont utilisés avec de puissantes commandes électroniques pour diverses applications en métrologie. Les lasers à gaz, avec un mélange de néon et d’hélium, fournissent une lumière rouge parfaitement monochromatique.
  • Des franges d’interférences peuvent être observées avec une intensité lumineuse 1000 fois supérieure à toute autre source lumineuse monochromatique.
  • Cependant, même à ce jour, les instruments à base de laser sont extrêmement coûteux et nécessitent de nombreux accessoires, ce qui entrave leur utilisation.
  • Plus important encore, du point de vue de l’étalonnage des jauges de glissement, une limitation du laser est qu’il ne génère qu’une seule longueur d’onde.
  • Cela signifie que la méthode des fractions exactes ne peut pas être appliquée pour la mesure.
  • De plus, un faisceau laser de petit diamètre et de haut degré de collimation a une diffusion limitée.
  • Des dispositifs optiques supplémentaires seront nécessaires pour étendre le faisceau afin de couvrir une plus grande surface des pièces à mesurer.
  • En interférométrie, la lumière laser présente des propriétés similaires à celles de toute lumière « normale ».
  • Elle peut être représentée par une onde sinusoïdale dont la longueur d’onde est la même pour les mêmes couleurs et dont l’amplitude est une mesure de l’intensité de la lumière laser.
  • Du point de vue de la mesure, l’interféromètre laser peut être utilisé pour des mesures de petits diamètres ainsi que de grands déplacements.

Lire l’article complet : Interféromètre à base de laser

Conclusion

Nous n’avons discuté que de la construction des différents interféromètres, l’interféromètre de planéité NPL, l’interféromètre à jauge Pitter-NPL et les interféromètres laser. Le principe de fonctionnement et des exemples de fonctionnement sont expliqués dans chaque article individuel. Veuillez suivre les liens des articles respectifs pour en savoir plus sur ces différents interféromètres. Faites-nous savoir ce que vous pensez de cet article dans la section commentaires ci-dessous.