Introduction

Le comparateur à cadran est un instrument de mesure relative indispensable en atelier mécanique. Contrairement au pied à coulisse et au micromètre qui donnent des mesures absolues, le comparateur mesure des écarts par rapport à une référence. Sa précision de 0.001mm et sa polyvalence en font un outil indispensable pour le contrôle géométrique, l’alignement des machines et la vérification des montages.

Présentation du comparateur à cadran

Le comparateur à cadran est un instrument de mesure relative qui amplifie mécaniquement le déplacement d’un palpeur et l’affiche sur un cadran gradué.

Précisions disponibles :

  • Comparateur au 1/100 — précision 0.01mm — usage courant en atelier
  • Comparateur au 1/1000 — précision 0.001mm — contrôle de précision
  • Comparateur au 1/10000 — précision 0.0001mm — métrologie fine

Constitution du comparateur

  • Le palpeur — tige mobile en contact avec la pièce
  • La grande aiguille — indique les centièmes ou millièmes sur le cadran principal
  • La petite aiguille — indique les mm entiers sur le cadran secondaire
  • Le cadran rotatif — permet la remise à zéro en faisant coïncider le zéro avec la grande aiguille
  • La lunette — anneau de fixation sur un support magnétique ou une potence
  • La tige de fixation — permet le montage sur différents supports

Principe de fonctionnement

Le comparateur fonctionne par amplification mécanique du déplacement du palpeur via un système de crémaillère et pignons.

Pour un comparateur au 1/100 :

  • 1mm de déplacement du palpeur = 1 tour de la grande aiguille
  • Le cadran principal est divisé en 100 graduations
  • 1 graduation = 1/100mm = 0.01mm
  • La petite aiguille tourne d’une graduation pour chaque mm

Pour un comparateur au 1/1000 :

  • 1mm de déplacement du palpeur = 1 tour de la grande aiguille
  • Le cadran est divisé en 1000 graduations
  • 1 graduation = 0.001mm

Lecture du comparateur

La lecture s’effectue en deux temps :

Lecture de la grande aiguille Lire le nombre de graduations depuis le zéro sur le cadran principal. Chaque graduation = 0.01mm (comparateur 1/100)

Lecture de la petite aiguille Lire le nombre de mm entiers sur le cadran secondaire.

Valeur totale = mm entiers (petite aiguille) + centièmes (grande aiguille)

Exemple :

  • Petite aiguille : 2mm
  • Grande aiguille : 35 graduations → 0.35mm
  • Valeur : 2 + 0.35 = 2.35mm de déplacement depuis le zéro

Utilisation du comparateur — montage

Le comparateur ne fonctionne jamais seul — il doit être monté sur un support rigide.

Supports disponibles :

Support magnétique :

  • Base magnétique fixée sur une surface plane en acier
  • Bras articulé permettant le positionnement dans l’espace
  • Le plus utilisé en atelier — rapide et polyvalent

Potence de tour ou fraiseuse :

  • Montage sur la broche ou le bâti de la machine
  • Permet le contrôle de faux-rond pendant la rotation

Marbre de contrôle :

  • Surface de référence plane en granit ou fonte
  • Utilisé pour le contrôle géométrique hors machine

Règles de montage

  • L’axe du palpeur doit être le plus perpendiculaire possible à la surface mesurée
  • Le palpeur doit avoir une légère précontrainte — comprimer de 1 à 2mm avant de mettre à zéro
  • La précontrainte permet de mesurer dans les deux sens (+ et -)
  • Le support doit être le plus rigide possible — tout jeu fausse la mesure

Applications du comparateur en atelier

Application 1 — Vérification du faux-rond

Le faux-rond est l’écart entre la position réelle de l’axe d’une pièce et sa position théorique lors de la rotation.

Procédure :

  • Monter la pièce dans le mandrin du tour
  • Positionner le palpeur du comparateur sur la surface cylindrique
  • Mettre à zéro le cadran
  • Faire tourner la pièce lentement à la main
  • Lire l’écart entre la valeur maximale et minimale — c’est le faux-rond

Tolérance typique :

  • Faux-rond acceptable en tournage CNC : < 0.02mm
  • Faux-rond acceptable pour les opérations de finition : < 0.005mm

Application 2 — Alignement de l’étau sur fraiseuse

Procédure :

  • Fixer le comparateur sur la broche de la fraiseuse
  • Positionner le palpeur contre le mors fixe de l’étau
  • Mettre à zéro
  • Déplacer la table en X
  • Lire l’écart entre les deux extrémités du mors fixe
  • Corriger en frappant légèrement l’étau avec un maillet
  • Répéter jusqu’à obtenir < 0.02mm sur toute la longueur

Application 3 — Contrôle de planéité

Procédure :

  • Poser la pièce sur le marbre de contrôle
  • Positionner le palpeur sur la surface à contrôler
  • Mettre à zéro sur un point de référence
  • Déplacer le comparateur sur toute la surface
  • L’écart maximal entre les valeurs + et – = défaut de planéité

Application 4 — Contrôle de parallélisme

Procédure :

  • Poser la pièce sur le marbre — surface de référence en appui
  • Positionner le palpeur sur la surface opposée
  • Déplacer le comparateur sur toute la surface
  • L’écart de lecture = défaut de parallélisme entre les deux faces

Application 5 — Contrôle de perpendicularité

Procédure :

  • Positionner la pièce contre une équerre de référence
  • Positionner le palpeur contre la surface à contrôler
  • Déplacer le comparateur verticalement
  • L’écart de lecture = défaut de perpendicularité

Application 6 — Mesure par comparaison

Le comparateur peut aussi être utilisé pour mesurer des dimensions par comparaison avec une cale étalon.

Procédure :

  • Poser une cale étalon de la dimension nominale sur le marbre
  • Positionner le palpeur et mettre à zéro
  • Remplacer la cale par la pièce à mesurer
  • La déviation de l’aiguille indique l’écart par rapport à la cote nominale
  • Valeur réelle = cote nominale + déviation (+ ou -)

Avantage : précision de mesure très élevée car on mesure seulement un écart — pas une valeur absolue.

Le comparateur électronique (digital)

Les comparateurs modernes sont électroniques — affichage numérique direct.

Avantages :

  • Lecture directe sans risque d’erreur
  • Sortie de données RS232 ou USB — enregistrement informatique
  • Touche ZERO — remise à zéro instantanée
  • Mémoire des valeurs max/min — automatique

Entretien du comparateur

  • Nettoyer le palpeur après utilisation
  • Ne jamais laisser tomber — mécanisme fragile
  • Ranger dans son étui de protection
  • Vérifier la liberté du palpeur — doit revenir librement en position
  • Faire étalonner tous les 12 mois
  • Protéger de l’humidité et des copeaux

À retenir

  • Le comparateur mesure des écarts — pas des valeurs absolues
  • Toujours précontraindre le palpeur de 1 à 2mm avant de mettre à zéro
  • L’axe du palpeur doit être perpendiculaire à la surface mesurée
  • Applications principales : faux-rond, alignement étau, planéité, parallélisme
  • Support rigide indispensable — tout jeu fausse la mesure