sphéromètre

Un sphéromètre est un instrument de précision qui mesure la sagittale, la profondeur de courbure sur une surface sphérique ou quasi-sphérique. Il se compose d'une broche centrale avec une vis à pas fin, entourée de trois pieds disposés en triangle qui reposent sur la surface à tester. Lorsque vous tournez le tambour du micromètre, la broche descend jusqu'à ce qu'elle touche le sommet de la surface courbe, et le comparateur lit le déplacement vertical. Cette mesure unique permet de calculer le rayon de courbure sans mathématiques complexes.

Le sphéromètre classique possède trois pieds espacés d'environ 50 à 80 mm, avec un affichage à cadran ou numérique gradué à 0,01 mm ou plus fin. Lorsque les trois pieds reposent sur une surface plane, la broche indique zéro. Placez l'instrument sur une surface courbe (lentille, miroir ou composant poli), abaissez la broche jusqu'à ce qu'elle touche juste le sommet, et lisez directement la sagittale. Le rayon de courbure R est ensuite dérivé de la sagittale h et des dimensions de la base du triangle. Les versions haut de gamme utilisent des composants électroniques numériques avec des affichages précis à 0,001 mm, essentiels pour les travaux d'optique de précision.

Dans le meulage et le polissage des lentilles, le sphéromètre protège contre la sur-correction et la dégradation du substrat. Les ateliers d'optique l'utilisent à plusieurs reprises lorsqu'une surface approche sa prescription cible pour confirmer que le rayon correspond à la spécification de conception, généralement entre 10 mm et plusieurs centaines de millimètres. Les fabricants de miroirs emploient des sphéromètres sur des substrats paraboliques et hyperboliques pour vérifier la sphère globale avant la passe de façonnage finale. L'outil est également indispensable pour le contrôle qualité des optiques finies: un écart de même 0,1 mm de sagittale peut décaler la longueur focale de la lentille de plusieurs pour cent.

Pièges courants et entretien

L'erreur de l'opérateur est fréquente. Les trois pieds doivent établir un contact ferme et de niveau avec la surface de travail, sinon la lecture devient peu fiable. La saleté ou la poussière sur les pieds ou la pointe de la broche fausse la mesure à la hausse. L'application d'une force excessive vers le bas sur le bouton du micromètre peut endommager le filetage fin de la vis ou plier le cadre. La dérive de température est également importante: une augmentation de 5 degrés Celsius peut dilater l'appareil suffisamment pour décaler les lectures de 0,02 à 0,05 mm sur des tolérances serrées. Laissez toujours le sphéromètre et la pièce à tester s'équilibrer à la température ambiante avant de mesurer.

Le nom dérive du grec sphaira, sphère, et metron, mesure. L'instrument est utilisé depuis le début du XIXe siècle et son principe est resté largement inchangé, bien que les versions numériques aient remplacé les comparateurs mécaniques à cadran dans de nombreux laboratoires. Il occupe une position unique en optique: plus rapide et plus simple que l'interférométrie pleine surface, mais bien plus précis qu'une jauge de rayon ou un simple gabarit. Pour les environnements de production fabriquant des centaines de lentilles par poste, le sphéromètre est souvent le seul contrôle pratique entre les spécifications brutes et finies.