Comparateur d'épaisseurs.
On connaît déjà des appareils compara- teurs d'épaisseurs. qui font appel aux phéno- mènes d'interférences. Dans cea appareils, la position des éléments d'un dispositif d'op- tique, le plus souvent de deux glaces paral- lèles, est dépendante de l'épaisjseur de l'objet soumis à la mesure, et les interférences produites par les deux glaces permettent de comparer entre elles deux épaisseurs. Tous les appareils connus, faisant application de ce principe, sont fragiles et leur utilisation'ne peut avoir lieu sans précautions. En fait, ils cons'titnent uniquement des appareils de laboratoire, qui ne peuvent être confiés qu'à des mains expertes.
La présente Invention a pour objet un comparateur d'épaisseurs du genre susdit et comportant deux glaces parallèles, caracté- risé en ce que les déplacements des. glaces et du plateau portemobjet sont obtenus par dé- formation élastique de pièces épaisses.
Dans oe qui suit, on décrit une forme de réalisa. tion d'un appareil selon l'inven'tion, choisie à titre d'exemple. On se réfère au dessin annexé, dans lequel :
La fig. 1 est une vue en élévation, avec partie en coupe ;
la fig. 2 est une vue en plan correspondante ;
la fig. 3 est une vue en élévation, à 90 de la fig. 1.
De comparateur comporte un socle 1, massif, d'où est issu un pilier 2, dont il est solidaire. Sur ta face terminale du pilier 2 est fixée, grâce à des vis 3, une plaque 4, épaisse.
Cette plaque porte, à son extrémité libre 5, une pointe de contact fi. Une glace mobile 7 est fixée, par son porte-glace 8, sur la plaque 5, grâce à des vis 9. Une glace fixe 10 est solidaire, par son porte-glace 11, d'une plaque 12, grâce à des vis 13. La plaque 12 est soli- daire d'une plaque épaisse 14, qui peut être de forme trianguLaire. Les plaques 12 et 14 sont issues d'un même bloc métallique qu'on a décolleté en 15. La plaque 14 est portée par un montant 16, solidaire du socle et qui pré sente une partie légèrement amincie 17, en vue de faciliter. sa, déformation.
La plaque 14 présente trois trous taraudés, constituant triangle, et avec lesquels coopèrent des vis de poussée 18-20. Sur ces vis est formée une molette 21 qui présente des brous radiaux 22. Les vis prennent appui sur la face supérieure 23 du socle 1, par des parties arrondies 24 qu'elles présentent Åa leur extrémité
La partie inférieure 25 du montant 16 est enfilée dans un trou 26 du socle 1 ; elle présente un filetage, avec lequel coopère un manchon taraude 27, moleté extérieurement, et présentant des trous radiaux 28. Un écrou 29 coopère avec l'extrémité 30 du montant 16 et contribue à assurer sa solidarisation avec le socle 1.
Le socle 1 ménage un-logement 31 pour une large tête moletée 32 d'une vis à deux filetages 33 et 34. Le filetage 33 coopère avec un trou taraudé pratiqué sur une plaque 35, épaisse, fixée à ses extrémités, par des via 36, sur le socle 1, mais qui est séparée de celui-ci par un certain, intervalle 37. Sur la plaque 35, déformable, est fixée, par exemple au moyen de vis 38, une pièce cylindrique 39, filetée extérieurement, et avec laquelle coopère, grâce à un taraudage inté- rieur 40, un porte-objet 41. Celui-ci présente un plateau 42 et une partie moletée 43.
Un contre-ecrou 44, coopérant avec la pièce cylin- drique 39, assure la position du porte objet 41.
Une poignée 46, fixée sur le socle 1, permet la manipulation et le transport faciles de l'appareil.
Pour utiliser l'appareil-celui-ci étant éclairé à sa partie supérieure par une source. lumineuse, qui peut être mono-chromatique, ou constituée plus simplement par la lumière du jour-on réalise d'abord, si nécessaire, le parallélisme exact des glaces 7 et 10. A cet effet, la glace 10 est amenée à proximité immédiate de la glace 7 par rotation de l'écrou 27, obtenue, s'il y a lieu, à l'aide d'une tige introduite dans un trou radial 28. On constate alors, dans la majorité des cas, que le parallélisme des glaces7et 10 est trop grossier pour qu'il se produise des franges d'interférences.
Ce parallélisme est amélioré et rendu parfait en agissant sur les vis de poussée 18-20. On provoque ainsi la déformation de la plaque 14 et du montant 16, jusqu'à'ce que, par tâtonnements, on voit apparaître des franges d'interférences ; l'actionnementdeoes vis mul- tiplie ou diminue alors le nombre do ces franges ; le parallélisme exact est obtenu au moment précis où la seule frange visible est amenée à disparaître. Pour l'actionnement des vis de poussée, on se sert d'une tige in troduite dans les trous radiaux 22. Des réactions supportées ! par ces vis de la part du socle 1 sont relativement considérables, de sorte qu'il n'est pas facile de les tourner à la main. après réglage.
La, stabilité du réglage duparallélismedesglaces7 et 10 est ainsi obtenue. L'appareil est alors prêt à être uti- lisé pour effectuer une mesure.
Da-ns ee qui suit, on va. expliquer l'utilisa tion de l'appareil dans le cas, choisi à, titre d'exemple, où on désire mesurer les diffé- rences d'épaisseur d'une plaque suivant ses différents points.
La plaque, par exemple un cristal piézo-éleetrique en cours de fabrication, est posée sur le plateau 42 et. celui-ci est déplacé en hauteur, par sa rotation grâce au bouton moleté 43, jusqu'à-ce que la face supérieure de l'objet à mesurer soit en contact avec Ia. pointe 6 et qu'il apparaisse, en observant à travers la. fenêtre 45 pratiquée dans la plaque mobile 4 un nombre déter- miné de franges d'interférences, de préfé- rence peu élevé. Cette position du porte-objet 41 est ensuite fixée grâce au contre-écrou 44.
L'objet est alors déplacé jusqu'à ce que la pointe 6 vienne en contact avec sa partie dont on veut mesurer la différence d'épaisseur par rapport à celle qui était placée initialement sous ladite pointe. La différence d'épaisseur de l'objet à mesurer provoque une déformation, d'ailleurs extrêmement faible, de la plaque 4, par flexion autour de son attache sur le socle 1, et le nombre de franges d'in- terférences visibles à travers la fenêtre. de ladite plaque est alors différent de celui correspondant à l'observation initiale. Cette dif ference du nombre des franges caractérise la, différence d'épaisseur.
La mesure consiste à faire tourner le bouton moleté 32, lequel est d'ailleurs très facilement prehensible grace à sa saillie par rapport au socle 1, jusqu'à ce que le nombre des franges observées redevienne égal à celui de l'observation initiale.
Le nombre de tours ou de fractions de tour, dont on a ainsi fait tourner le bouton 32, mesure la différence d'épaisseur recherchés.
L'effet différentiel obtenu par les deux filetages 33 et 34 permet d'assurer un déplace ment extrêmement faible du plateau porte- objet 42 pour une rotation notable dudit bouton. Pendant cette rotation, c'est la plaque 35 qui se déforme et qui provoque l'ascension ou la descente du plateau porte-objet. La préci- sion obtenue est de l'ordre du micron et même de la fraction de micron.
On prévoit également, à titre de variante, une forme de réalisation susceptible d'être appliquéeavantageusement pour des mesures relatives à des objets Sd'epaisseurs très diffé- rentes. Dans cette forme de réalisation, les glaces ainsi que leur dispositif de réglage et la pointe de contact sont portés par un équipage susceptible d'être déplacé en hauteur, par rapport au socle proprement dit, lequel soutient, comme précédemment décrit, le porte-objet et ses annexes. Le déplacemefnt initja. 1 de l'équipage permet alors d'adapter l'appareil, avant mesure, à l'épaisseur ap proximative de l'objet à mesurer.
Ce comparateurpeutêtreutilisé par tous, sans précautions spéciales Il trouve applica- tion non seulement au laboratoire, mais égale- ment à l'atelier et à l'usine où tout ouvrier peut,grâceà lui, se livrer immediatement à des vérifications rapides et précises. Sa robustesse, sa rusticité, sa facilité d'emploi en font un appareil universel qui. simplifie et accélère considérablement l'exécution de nombreuses fabrications. Sa précision est, d'autre part, au moins égale à celle des appareils délicats à l'usage exclusif du laboratoire, quiétaient connus jusqu'ici.
Thickness comparator.
Apparatus for comparing thicknesses are already known. which call for interference phenomena. In these devices, the position of the elements of an optical device, most often of two parallel glasses, is dependent on the thickness of the object subjected to the measurement, and the interferences produced by the two glasses make it possible to compare two thicknesses between them. All known devices, applying this principle, are fragile and their use cannot take place without precautions. In fact, they are only laboratory devices, which can only be entrusted to expert hands.
The object of the present invention is a thickness comparator of the aforementioned type and comprising two parallel glasses, characterized in that the displacements of the. glasses and the object holder plate are obtained by elastic deformation of thick parts.
In the following, a form of realization is described. tion of an apparatus according to the invention, chosen by way of example. Reference is made to the appended drawing, in which:
Fig. 1 is an elevational view, with part in section;
fig. 2 is a corresponding plan view;
fig. 3 is an elevational view, at 90 of FIG. 1.
The comparator comprises a base 1, solid, from which a pillar 2 comes from, of which it is integral. On your end face of the pillar 2 is fixed, thanks to screws 3, a plate 4, thick.
This plate carries, at its free end 5, a contact tip fi. A mobile glass 7 is fixed, by its glass holder 8, on the plate 5, by means of screws 9. A fixed glass 10 is secured, by its glass holder 11, to a plate 12, by means of screws 13 The plate 12 is integral with a thick plate 14, which may be triangular in shape. The plates 12 and 14 come from the same metal block which has been cut out at 15. The plate 14 is carried by an upright 16, integral with the base and which has a slightly thinned part 17, in order to facilitate. its, deformation.
The plate 14 has three threaded holes, constituting a triangle, and with which the thrust screws 18-20 cooperate. On these screws is formed a wheel 21 which has radial holes 22. The screws bear on the upper face 23 of the base 1, by rounded parts 24 which they present at their end.
The lower part 25 of the upright 16 is threaded into a hole 26 of the base 1; it has a thread, with which a threaded sleeve 27 cooperates, knurled on the outside, and having radial holes 28. A nut 29 cooperates with the end 30 of the upright 16 and helps to ensure its connection with the base 1.
The base 1 has a housing 31 for a large knurled head 32 of a screw with two threads 33 and 34. The thread 33 cooperates with a threaded hole made on a plate 35, thick, fixed at its ends, by via 36 , on the base 1, but which is separated from the latter by a certain, interval 37. On the deformable plate 35 is fixed, for example by means of screws 38, a cylindrical part 39, externally threaded, and with which cooperates, thanks to an internal thread 40, an object holder 41. The latter has a plate 42 and a knurled part 43.
A counter nut 44, cooperating with the cylindrical part 39, ensures the position of the object holder 41.
A handle 46, fixed on the base 1, allows easy handling and transport of the device.
To use the device, it being illuminated at its upper part by a source. luminous, which can be mono-chromatic, or more simply constituted by daylight-one first realizes, if necessary, the exact parallelism of the glasses 7 and 10. For this purpose, the glass 10 is brought into the immediate vicinity of the lens 7 by rotating the nut 27, obtained, if necessary, by means of a rod inserted into a radial hole 28. It is then noted, in the majority of cases, that the parallelism of the lenses7et 10 is too coarse for interference fringes to occur.
This parallelism is improved and made perfect by acting on the 18-20 thrust screws. This causes the deformation of the plate 14 and the upright 16, until, by trial and error, interference fringes appear; the actuation of these screws multiplies or decreases the number of these fringes; the exact parallelism is obtained at the precise moment when the only visible fringe is caused to disappear. To actuate the thrust screws, a rod inserted in the radial holes 22 is used. Reactions supported! by these screws from the base 1 are relatively large, so that it is not easy to turn them by hand. after adjustment.
The stability of the setting of the parallelism of the ice 7 and 10 is thus obtained. The device is then ready to be used for a measurement.
In the following, we go. explain the use of the apparatus in the case, chosen as an example, where it is desired to measure the differences in thickness of a plate according to its different points.
The plate, for example a piezoelectric crystal during manufacture, is placed on the plate 42 and. the latter is moved in height, by its rotation by virtue of the knurled knob 43, until the upper face of the object to be measured is in contact with Ia. point 6 and that it appears, observing through the. window 45 made in the movable plate 4 a determined number of interference fringes, preferably small. This position of the object holder 41 is then fixed using the locknut 44.
The object is then moved until the tip 6 comes into contact with its part, the difference in thickness of which is to be measured with respect to that which was initially placed under said tip. The difference in thickness of the object to be measured causes a deformation, moreover extremely small, of the plate 4, by bending around its attachment on the base 1, and the number of interference fringes visible through the window. of said plate is then different from that corresponding to the initial observation. This difference in the number of fringes characterizes the difference in thickness.
The measurement consists in rotating the knurled knob 32, which is moreover very easily grasped thanks to its projection relative to the base 1, until the number of fringes observed again becomes equal to that of the initial observation.
The number of turns or fractions of a turn, of which the knob 32 has thus been rotated, measures the difference in thickness sought.
The differential effect obtained by the two threads 33 and 34 makes it possible to ensure an extremely small movement of the object-holder plate 42 for a significant rotation of said button. During this rotation, it is the plate 35 which is deformed and which causes the ascent or the descent of the specimen plate. The precision obtained is of the order of a micron and even of the fraction of a micron.
As a variant, an embodiment is also provided which can be applied advantageously for measurements relating to objects S of very different thicknesses. In this embodiment, the glasses as well as their adjustment device and the contact tip are carried by a crew capable of being moved in height, relative to the base proper, which supports, as previously described, the object holder and its annexes. The move initja. 1 of the crew then makes it possible to adapt the device, before measurement, to the approximate thickness of the object to be measured.
This comparator can be used by everyone, without special precautions. It finds application not only in the laboratory, but also in the workshop and in the factory where any worker can, thanks to it, immediately carry out rapid and precise checks. Its robustness, its rusticity, its ease of use make it a universal device that. considerably simplifies and speeds up the execution of many fabrications. Its precision is, on the other hand, at least equal to that of delicate devices for the exclusive use of the laboratory, which were known until now.