5 Intercomparaison de la MFB au sein du projet TIM
5. INTERCOMPARAISON DE LA MFB AU SEIN DU PROJET TIM
5.2 Résultats de l’intercomparaison
Chaque laboratoire a fourni de façon confidentielle au laboratoire pilote de la campagne (LNE) : – sesrésultats de mesurebruts (c.-à-d. les coordonnées des points palpés dans le repèreMMT)
pour 5 répétitions du processus d’étalonnage; – les relevés de température durant lesétalonnages;
– l’erreur de positionnement linéairede l’axe de laMMTle long duquel à été alignée laMFB (données maintenues confidentielles entre les partenaires, mais les erreurs n’excédaient ja-mais plus de 2 µm) ;
– des photographies de la manipulation expérimentale mise en œuvre surMMTqui sont illus-trées à la figure2.20;
– les réponses à un questionnaire comportant des questions personnelles sur l’opérateur (p.ex. nom, qualifications, expérience), ainsi que des questions d’ordre technique sur la mise en 4. LeBNMa été absorbé en 2005 par leLNE.
Chapitre 2 : La Multi-Feature Bar (MFB)
œuvre de l’étalonnage. Le but étant de détecter et d’améliorer les étapes sensibles de l’étalonnage de laMFB;
– d’autres informations qui sont résumées dans le tableau2.7.
Tableau 2.7 –Intercomparaison: détails de lacondition de reproductibilité.
Membre Type Volume de IncertitudeUde Température Axe
Participant du CIPM de travail de la de mesure de la de la salle de d’alignement Opérateur
MRA MMT MMT MMT métrologie de laMFB
Nom Oui/Non Nom commercial mm ˆ mm ˆ mm µm ` lpmq ˆ µm{m ˝C Axe X/Y/Z Prénom Nom LNE Oui Renault Automotion 251310 2500 ˆ 1300 ˆ 1000 4,5 ` L ˆ 4,0 20,26 ˘ 0,03 Z Fabien Viprey CMI Oui SIP CMM5 710 ˆ 710 ˆ 550 0,8 ` L ˆ 1,3 19,73 ˘ 0,09 X Pavel Skalník
UM Non1 Zeiss UMC 850 1200 ˆ 850 ˆ 600 2,1 ` L ˆ 3,3 20,39 ˘ 0,03 Y Mitja Mlakar
PTB Oui Zeiss UPMC 850 CARAT 850 ˆ 1200 ˆ 600 0,8 ` L ˆ 3,5 20,18 ˘ 0,04 X Norbert Gerwien LNE Oui Renault Automotion 251310 2500 ˆ 1300 ˆ 1000 4,5 ` L ˆ 4,0 20,04 ˘ 0,03 Z Fabien Viprey
1UMn’est pas signataire. Depuis 2011, c’est le laboratoire désigné pour l’étalonnage des longueurs par leMetrology Institute of the Republic of Slovenia (LNM slovène) (MIRS)qui lui est signataire 2003.
J’ai regroupé et analysé les résultats de l’intercomparaison. Comme personne ne connaît la «valeur vraie» de laMFBqui a circulé, l’ensemble des participants se contente désormais donc d’une valeur de référencedéfinie comme la moyenne des «valeurs vraies» des participants (cf. Section5.4). La moyenne desvaleurs vraiesde chaque laboratoire sera comparée à cettevaleur de référence. Le fait que les participants emploient des MMT, des opérateurs, des têtes mesurantes différentes, donne une meilleure crédibilité à cette campagne puisque le risque d’uneerreur systé-matiquecommise par l’ensemble des participants est nettement diminué.
(a)LNE (b)CMI (c)UM (d)PTB (e) LNE
Figure 2.20 – Illustration desétalonnageschez chacun des participants (LNE,CMI,UM,PTB, LNE).
Les résultats pour chacun des participants sont exposés en figure2.21. L’intercomparaisonmet en évidence deux points critiques par l’observation des figures2.21aet2.21c.
Le premier point est à propos de la géométrie de laMFBqui a évolué durant le transit de 6 mois. L’écart de 3 µm entre les courbes d’étalonnageduLNEdans le cas de l’erreur de rectitudeverticale EzxMFB, figure2.21c, prouve qu’il y a eu une déformation permanente de laMFBentre l’étalonnage
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(a)Erreurs de positionnement linéaire ExxMFB.
(b)Erreurs de rectitudehorizontaleEyxMFB.
(c)Erreurs de rectitudeverticaleEzxMFB.
Figure 2.21 – Résultats d’intercomparaisondes 3 paramètres intrinsèques de la MFB: ExxMFB, EyxMFB et
EzxMFB.
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du «LNEavant l’intercomparaison» et l’étalonnage mené à laCMI. Cette déformation plastique de laMFB est mise en exergue au travers des courbes d’étalonnageduLNEavant et après inter-comparaison, et est disponible en Annexe D. Elle peut être due à une chute ou un choc durant sa manipulation ou son transport, mais l’état des entités géométriques le dément. De plus, la qualité du conditionnement au sein d’une valise de transport devrait éviter toutes dégradations du matériel. La cause la plus probable serait une action mécanique exercée au centre de laMFBlorsque celle-ci se trouvait sur ces appuis, en attente d’un mesurage, durant la campagne d’intercomparaison. Cette potentielle cause de déformation permanente justifie très largement l’activité deconservation d’un étalon, autrement-dit la maintenance d’unétalon.
Le second est que leserreurs de positionnement linéaire ExxMFB et leserreurs de rectitude ver-ticalesEzxMFB sont moins reproductibles que leserreurs de rectitude horizontalesEyxMFB, aux vues des courbes de chacun des participants (Figure2.21b).
Cette source de non-reproductibilité deExxMFB, n’est pas due aux gradients de température, car le CDT de l’Invar pour une variation maximale de 0,66˝C entre UM et la CMI, engendre une va-riation de 0,19 µm entre le point d’intérêt O1 et O12 alors que l’écart observé à la figure 2.21a est de 4,4 µm. L’effet de pesanteur n’est pas visible (52 nm sur sa longueur en position verticale et 0.15 µm en position horizontale) puisque la distribution des courbes d’erreur ExxMFB n’est pas corrélée avec le choix de l’axe d’alignement de laMFBsur laMMT. Pour ce qui est de l’écart de UMpar rapport au reste des participants, les causes peuvent être :
– le non respect du protocole d’étalonnage, car UMau lieu de réaliser la séquence de retour-nement A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1 A2 A1 A2, a mené sa campagne en évitant de retourner laMFBentre chaque mesure : A1 A2 A2 A1 A1 A2 A2 A1 A1 A2;
– UMn’étant pas directement signataire duCIPM MRAmais désigné par leMetrology Insti-tute of the Republic of Slovenia (LNM slovène)(MIRS), la légitimité de la reconnaissance mutuelle et le degré d’équivalence desétalons nationauxentreUMet les autres participants pourrait être mis en cause.
Par ailleurs, le profil de laMFBlui assure une très grande rigidité à la déformation dans la direction ~xMFB, et~yMFB car les moments quadratiques respectivement IpG,~xMFBq et IpG,~yMFBq font intervenir sa longueurLainsi que sa largueurl.
En revanche la résistance à la déformation dans la direction~zMFBest moins élevée, car IpG,~zMFBqfait intervenir l’épaisseurede laMFB(l “ 4 ˆe etL “ 29 ˆe). Pour des soucis d’accessibilité des géométries des motifs, une augmentation de l’épaisseure, ou une modification de la section (p. ex. une section en H) ont été envisagées. Mais ces solutions augmenteraient la masse de laMFB5qui est déjà de 4240 g et obligeraient d’utiliser un stylet de longueur supérieure. Cela amplifierait les sources d’erreurs de mesure introduites par la flexion de stylet, et le retard au déclenchement.
Les écarts entre les partenaires, et les incertitudes-types (ou écarts-types) de l’erreur de po-sitionnement linéaire ExxMFB et de l’erreur de rectitude verticale EzxMFB, par rapport à l’erreur de
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rectitudehorizontaleEyxMFB de la figure2.21, pourraient s’expliquer par une sensibilité de la géo-métrie de laMFBauMAP.