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