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Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 1 ALIGNEMENT ET MÉTROLOGIE DE POSITIONNEMENT APPLIQUÉS AUX DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX.

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1 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 1 ALIGNEMENT ET MÉTROLOGIE DE POSITIONNEMENT APPLIQUÉS AUX DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX ALIGNEMENT ET MÉTROLOGIE DE POSITIONNEMENT APPLIQUÉS AUX DISPOSITIFS EXPÉRIMENTAUX Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron 18au 24 Juin 2009 Rémy Beunard, GANIL, STP/GIP/Alignement

2 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 2 n Pourquoi un Groupe « Alignement » au GANIL? n La boîte à outils du géomètre n Alignement et Métrologie des expériences : 4 exemples n Conclusion ALIGNEMENT ET MÉTROLOGIE DE POSITIONNEMENT De la Mesure au Détecteur

3 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 3 Aires dExpériences 100 m Spiral1 Accélérateur MUST2 Pourquoi un Groupe « Alignement » au GANIL? EXOGAM DEMON 1m 100 mm 1m NAUTILUS cest 3 géomètres

4 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 4 La boîte à outils du géomètre Théodolite opto- mécanique WILD T Tachéomètre informatisé WILD T Tachéomètres motorisés LEICA TDA et 2007 Niveau numérique LEICA Système de mesure 3D à bras 6 axes Laser tracker 2008 Niveau optiqueWILD 1984 La Groma dans une vie antérieure …

5 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 5 Le dispositif expérimental MUST2 Le dispositif expérimental MUST2 Alignement et Positionnement 3D Chambre à réactions du spectromètre VAMOS Power Inspect …suivi du relevé Le 1 er étage de détection un détecteur silicium à pistes de 300 microns d'épaisseur et de mm avec 60 pistes (MUST1)

6 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 6 Relevé 3D sur site (4 points) (nouveau système) marques fiducielles Relevé 3D hors site (9 points sur le PCB et 4 angles du Si) (système ancien) point calculé angle du Si Adaptation dHelmert 3D du système ancien sur le nouveau système échelle 3 rotations 3 translations Principe de calcul des coordonnées 3D des détecteurs silicium Le dispositif expérimental MUST Lincertitude globale sur la position tridimensionnelle des détecteurs dans la chambre à réactions peut être estimée : 1) en tenant compte de lincertitude de mesure de linstrument 2) de lerreur résultante sur la détermination des coordonnées relatives (hors site) du silicium par rapport au PCB 3) lerreur issue de ladaptation dHelmert 4) lerreur sur lalignement du référentiel

7 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 7 Expérience avec la chambre à réactions Nautilus (P669) Les incertitudes sur les coordonnées Si,, sont mesurés avec des erreurs d, d, d, la quantité prend la valeur + d soit: En différenciant x, y et z par rapport à,, on obtient : en fct des angles et de la distance <= 0.20 mm sur les dx, dy et dz La composition des écarts type pour valeurs de,, : < 0.1 mm sur les x, y, y CdC: L'écart maximal tolérable était de 0.5 mm écart type de 0.5/2.66 = 0.19 mm Les incertitudes sur les coordonnées Si,, sont mesurés avec des erreurs d, d, d, la quantité prend la valeur + d soit: En différenciant x, y et z par rapport à,, on obtient : en fct des angles et de la distance <= 0.20 mm sur les dx, dy et dz La composition des écarts type pour valeurs de,, : < 0.1 mm sur les x, y, y CdC: L'écart maximal tolérable était de 0.5 mm écart type de 0.5/2.66 = 0.19 mm

8 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 8 5 m réflecteur 40 mm inclinomètre Le dispositif expérimental DEMON Les détecteurs sont constitués d'un réservoir de scintillateur liquide "regardé" par un photomultiplicateur.

9 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 9 programme dinterface Visual Basic Tachéomètre/PC programme de positionnement sous Mathcad résultats visualisés en temps réel stockage des mesures sous format.txt (récupérées par Mathcad) prise de mesures via le port de communication Le dispositif expérimental DEMON Lacquisition et le traitement des données Cible Face avant du scintillateur Les incertitudes sur les coordonnées pour valeurs de,, : 0.3 mm. La composition des écarts type pour valeurs de,, : 0.1 mm. (L'écart maximal tolérable était de 1.0 mm écart type de 1/ 2.66 = 0.37 mm) Les incertitudes sur les coordonnées pour valeurs de,, : 0.3 mm. La composition des écarts type pour valeurs de,, : 0.1 mm. (L'écart maximal tolérable était de 1.0 mm écart type de 1/ 2.66 = 0.37 mm)

10 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 10 Simulation du réseau géodésique de la salle Lise Console murale Voir calcul par intersections spatiales Console murale Repère dans la dalle Si alpha=1% et beta = 10%, on a 99% de chances que 90% des erreurs seront détectées Fiabilité interne Fiabilité externe Risque de 2 ème espèce Fiabilité locale

11 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 11 X Y Z X Y Z Z Y X M(X,Y,Z) Intersection spatiale – Principe Le dispositif expérimental DEMON Résolution de 3 équations à 3 inconnues Variation de Di Choix de M doit satisfaire des carrés des distances D minimum

12 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 12 Le dispositif expérimental EXOGAM Mécanique EXOGAM couplée au spectromètre VAMOS Le but : lacquisition des informations dimensionnelles de la structure TQC, et en déduire les paramètres géométriques, et des détecteurs germanium implantés autour de la cible. Le but : lacquisition des informations dimensionnelles de la structure TQC, et en déduire les paramètres géométriques, et des détecteurs germanium implantés autour de la cible.

13 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 13 Le dispositif expérimental EXOGAM Contrôle métrologique TQC de la structure Données exportées vers CATIA Position Avant Position ARR Structure CdC: écart maximal toléré à 0.2°, R = 100mm 0.35 mm RMS = 0.09mm (1 ) Objet position théorique du détecteur (m) ° (décimal) sens horaire d P/R au théorique ° (décimal) d P/R au théorique Norm 1 avant Norm 1 arrière Norm 2av Norm 2arr Norm 3av Norm 3arr Norm 4av Norm 4arr Norm 5av Norm …

14 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 14 Wall monument La surveillance des composants fonctionnels Laser Tracker Très bon réseau géodésique 3D

15 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 15Conclusion Il est primordial dêtre associé à la conception de lobjet … bien connaître la problématique dans un souci datteindre, in fine, la qualité … se faire une opinion des erreurs maximums tolérées x, y, z Tout problème de « mesure » doit se poser en termes de « géomètre » … souvent au delà de la portée « dun instrument de mécanicien » … on doit fournir la solution la mieux adaptée … la précision finale vient de la statistique, i.e. de létude des résidus … les résidus sont la « traduction » de la valeur des mesures Trouver un langage commun entre mécaniciens et géomètres

16 Ecole IN2P3, du Détecteur à la Mesure, Oléron, juin 2009 Rémy BEUNARD 16 Thank you for your attention ALIGNEMENT ET MÉTROLOGIE DE POSITIONNEMENT


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