En direct du laboratoire de physique...

INFLUENCE DE LA FORCE DE MESURE


Jonas Meier
Physiklaborant 2. Lehrjahr
thyssenkrupp Presta AG

À la fin de ma première année d’apprentissage, j’ai pu passer plusieurs semaines en salle de mesure. Pendant cette période, j’ai beaucoup appris sur le mesurage. J’ai découvert, d’une part, la diversité des appareils de mesure et de leur utilisation et, d’autre part, les points à prendre en compte lors de la mesure.

Le mesurage consiste à comparer la grandeur mesurée d’un objet avec une grandeur déterminée. D’après le dicton: celui qui mesure, mesure n’importe quoi! Du fait d’erreurs de mesure inévitables, le résultat s’écartera toujours de la valeur vraie. Mais pour se rapprocher de cette dernière, il est important de connaître les facteurs qui influencent la mesure.

Pour que je m’en rende compte par moi-même, on m’a confié la tâche passionnante d’analyser l’influence de la force de mesure pour différents objets à mesurer et différentes géométries des pointes de palpage de l’appareil de mesure. Explication: la force de mesure est la force avec laquelle on appuie sur l’objet à mesurer pendant la mesure, p. ex. la mesure à l’aide d’un pied à coulisse.

Pour l’essai, j’avais besoin d’un comparateur, d’une coupelle, de différents matériaux, de pointes de palpage, de cales étalons et de poids.

Avant de commencer les mesures, j’ai ajusté le comparateur. En d’autres termes, j’ai réglé le point zéro du comparateur sur une valeur connue. Les cales étalons conviennent parfaitement pour cette tâche, car leur hauteur correspond très précisément à la valeur indiquée. Ensuite, j’ai placé un matériau sous la pointe de palpage et j’ai noté l’écart indiqué par le comparateur. Cet écart constitue «l’erreur» que je dois retrancher plus tard lors des mesures. J’ai pu alors commencer les mesures. J’ai placé un poids dans la coupelle montée sur le comparateur. La pointe de palpage appuie alors avec une force plus importante sur l’objet à mesurer et le comprime ainsi plus fermement. Une différence de hauteur se crée alors quand je place un poids dans la coupelle. J’ai noté cette différence de hauteur.
J’ai ensuite augmenté le poids, encore et encore. J’ai noté les valeurs mesurées dans un tableau. Puis j’ai suivi la même procédure avec les autres matériaux. Une fois terminé, j’ai remplacé la pointe de palpage par une autre pointe entièrement différente et j’ai effectué l’essai une seconde fois.

J’avais alors réalisé des mesures avec des matériaux différents, des poids différents et des pointes de palpage de géométries différentes. Avec les valeurs mesurées, j’ai tracé à la main sur du papier millimétré des diagrammes qui permettent de lire la hauteur de l’objet à mesurer en fonction de la force de mesure simulée. J’ai prolongé les droites obtenues lors du traçage jusqu’au point zéro de l’axe des Y afin de pouvoir lire la hauteur à la «force de mesure 0». On obtient alors la vraie hauteur. Pour connaître la précision de ma mesure et de mon dessin, j’ai encore mesuré optiquement la hauteur des objets à mesurer à l’aide d’un projecteur. Les deux valeurs étaient très proches l’une de l’autre.

Suite à cet essai, j’ai pu tirer la conclusion suivante:
  • De manière générale, la force de mesure a une grande influence sur le résultat.
  • Plus le matériau est solide, plus la surface de palpage de l’appareil de mesure est grande et plus la force de mesure est faible, plus le résultat de la mesure est précis.
  • Les droites tracées dans le diagramme permettent de voir en un coup d’œil à quel point l’influence de la force de mesure sur le matériau en question est importante. Plus faible est la pente, meilleur est le résultat.

Ce qui est génial dans ce petit essai, c’est qu’il permet d’illustrer très facilement l’influence de la force de mesure qu’il nous est sinon impossible de voir à l’œil nu.

Chez thyssenkrupp Presta AG, nous fabriquons des systèmes de direction pour l’industrie automobile. Comme il s’agit de pièces de sécurité et de pièces de série, il est important de pouvoir se fier aux cotes des pièces. Cela garantit qu’à la fin, les différentes pièces pourront être assemblées pour former un système fonctionnel.