Pied à coulisse
Un pied à coulisse, ou calibre à coulisse, est un instrument de mesure de longueur composé essentiellement de deux parties coulissantes l'une par rapport à l'autre, la partie mobile comportant le système de mesure appelé vernier. Basé sur la juxtaposition de 2 règles graduées, une en mm et l'autre en fraction de mm[1], cet instrument, très utilisé en mécanique, permet de mesurer précisément (au 1/50e de mm pour la règle du vernier, faisant 49 mm) et facilement les cotes extérieures d'une pièce, le diamètre d'un cylindre ou d'un alésage, une profondeur.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9d/Vernier_Caliper_150mm.svg/220px-Vernier_Caliper_150mm.svg.png)
Dans l'industrie forestière, ce type d'instrument, employé pour mesurer les diamètres des arbres, d'une capacité supérieure au mètre, est appelé compas forestier.
Histoire
modifier![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cd/Pied_a_coulisse.jpg/300px-Pied_a_coulisse.jpg)
Le plus ancien pied à coulisse a été trouvé dans une épave grecque au large de l'île de Giglio, près de la côte italienne. Le navire date du VIe siècle av. J.-C. La pièce en bois comportait déjà une mâchoire fixe et une mâchoire mobile[2],[3]. Bien qu'il s'agisse de découvertes rares, les pieds à coulisse restaient utilisés par les Grecs et les Romains[3],[4].
Un pied à coulisse en bronze, datant de l'an 9 de notre ère, était utilisé pour les mesures minutieuses sous la dynastie chinoise des Xin. Le pied à coulisse portait une inscription indiquant qu'il avait été « fabriqué le jour gui-you[5], le premier jour[6] du premier mois de la première année de Shijianguo[7] ». Les pieds à coulisse comprenaient une « fente et une goupille » et étaient « gradués en pouces et dixièmes de pouce »[8],[9].
Le pied à coulisse moderne, ou principe du vernier, fut inventé en 1631 par le mathématicien Pierre Vernier pour mesurer les angles. La fabrication des premiers pieds à coulisse date du XVIIIe siècle.
En 1848, le mécanicien français Jean-Laurent Palmer conçoit un instrument basé sur le principe de la vis micrométrique qui portera son nom, le palmer, avant d'être appelé micromètre. De lecture aisée, la précision est meilleure : 1/100e de mm avec une vis micrométrique au pas de 0,5 mm et un tour du tambour de lecture comportant 50 graduations.
Il existe aujourd'hui des pieds à coulisse et des micromètres digitaux (numériques).
Description
modifierLe pied à coulisse est composé essentiellement :
- d'une règle fixe graduée, munie d'une tête comportant une face plate correspondant à la position de référence 0, et un curseur, muni d'une tête présentant une surface plate en opposition avec la face de référence.
- suivant le type, on trouve soit des becs arrondis pour les mesures intérieures ou des petits becs en opposition sur la partie supérieure.
- les mesures de profondeur peuvent être assurées par une jauge prolongeant le curseur, coulissant à l'arrière de la règle principale, affleurant le bout de la règle en position 0.
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La lecture dimensionnelle s'effectue :
- soit sur un vernier ou un cadran à aiguille pour les pieds à coulisse analogiques.
- soit par un afficheur à cristaux liquides, monté sur la partie coulissante des pieds à coulisse numériques. Ces derniers utilisent le principe du potentiomètre linéaire.
Ce type de technologie permet une mise à zéro (référence) du curseur pour n'importe quelle localisation des becs mobiles, et peut parfois permettre un enregistrement informatique via une prise RS-232 pour la réalisation éventuelle de contrôle statistique.
Fonctions
modifier![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d3/Pied_a_coulisse_mesure.svg/400px-Pied_a_coulisse_mesure.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/88/S%C3%A8vres_-_Petit_coulage_-_retouche_06.jpg/220px-S%C3%A8vres_-_Petit_coulage_-_retouche_06.jpg)
Un pied à coulisse a pour fonctions de mesurer trois types de dimensions :
- des dimensions extérieures, épaisseur, diamètre, d'une pièce, par les becs principaux ;
- des dimensions intérieures d'un perçage, alésage d'une pièce par les petits becs supérieurs ;
- la profondeur d'un trou ou la hauteur d'une pièce posée sur un support par la jauge de profondeur.
- les pieds à coulisse analogiques à vernier, ont, pour les plus précis, une résolution de 0,02 mm et une incertitude UA - soit R&R - de ± 0,05 pour k = 2.
- pour les pieds à coulisse analogiques à cadran au 1/100, résolution : 1/100, R&R : ± 0,012.
- pour les pieds à coulisse numériques, résolution : 1/100, R&R ± 0,012.
Toutes les valeurs d'incertitude données, le sont, à titre indicatif, pour des mesurages entre les becs principaux, et en exploitation normale (production).
Normes
modifierLa norme française AFNOR suivante concerne les pieds à coulisse :
- NF E11-091 Spécification géométrique des produits (GPS) – Instruments de mesurage dimensionnel – Réception et vérification des pieds à coulisse.
La norme ISO et EN suivante concerne les pieds à coulisse :
- NF EN ISO 13385-1 Spécification géométrique des produits (GPS) – Équipement de mesurage dimensionnel – Partie 1 : pieds à coulisse – Caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques.
Notes et références
modifier- Le vernier de 19 mm divisé en 20 parties (précision 1/20e) ou le vernier de 49 mm divisés en 50 parties (précision 1/50e).
- (en) Mensun Bound, The Giglio wreck: a wreck of the Archaic period (c. 600 BC) off the Tuscany island of Giglio, Hellenic Institute of Marine Archaeology, Athènes, 1991, p. 27, 31 (Fig. 65).
- (en) Roger B. Ulrich, Roman woodworking, New Haven, Yale University Press, 2007 (ISBN 0-300-10341-7), p. 52f.
- (en) « hand tool », dans Encyclopædia Britannica 2006 Ultimate Reference Suite DVD.
- Le 10e jour du cycle de 60 jours.
- litt. « Le jour de la nouvelle lune ».
- Shijianguo est le nom de la première ère de Wang Mang, le premier et unique empereur de la dynastie Xin, litt. « le début de l'établissement d'une nation ».
- (en) Colin A. Ronan et Joseph Needham, The Shorter Science and Civilisation in China: 4, Cambridge University Press, (ISBN 978-0-521-32995-8, lire en ligne), p. 36.
- (en) « Bronze Caliper of the Wang Mang Regime », sur Cultural-China.com.
- Voir le VIM3, Vocabulaire international de métrologie, 2008, pour les termes métrologiques et le GUM, Guide pour l'expression de l'incertitude de mesure.