Questions sur la conception des accéléromètres

capteur accéléromètre sur fibre de carbone

Cinq questions à se poser quand on veut mesurer au-delà de 50 g

RAPPORT DE TENDANCE

Lorsqu’il s’agit de rechercher, de développer et de tester des produits dans des environnements difficiles et complexes, les accéléromètres peuvent fournir des données précieuses. Dans certaines industries, cependant, il peut être difficile de collecter ces données, en particulier lorsque les mesures sont effectuées avec des forces g élevées. Sachant que la qualité de l’application d’un accéléromètre dépend de sa précision, vous devez tenir compte des facteurs qui contribuent à ces difficultés avant de choisir les accéléromètres que vous utiliserez.

Quelle est la gamme dynamique prévue que vous devez mesurer ou tester ?

QUESTION 1

Les résultats des tests avec des forces g élevées peuvent être difficiles à prédire, et donc déterminer toute la plage de l’échelle nécessaire pour le capteur peut demander beaucoup de réflexion.

Lorsque vous utilisez un accéléromètre, vous voulez vous donner suffisamment de marge pour vous assurer que vos résultats de test sont utilisables et que la plage de mesure ne dépasse pas le niveau de sortie maximal de l’accéléromètre. Si vous ne le faites pas et que votre force g dépasse les limites supérieures de votre accéléromètre, vous risquez d’écrêter votre signal et de rendre vos résultats de test inutiles.

Conformément aux règles de l’art, vous devez prévoir que vos résultats se situent entre 30 et 40 % du maximum de l’échelle de l’appareil, et jamais en dessous de 10 %.

Si vous êtes trop bas, la résolution de vos mesures pourrait être compromise.

Quelle est la largeur de bande à mesurer ?

QUESTION 2

La bande passante choisie pour mesurer dépend de nombreux facteurs, notamment du type de test et de la surface d’impact.

Si par exemple vous cherchez à mesurer une chute sur un atterrissage en douceur, une largeur de bande étroite peut convenir. En revanche, si vous cherchez à mesurer les pics de g au cours de tests impliquant des impacts importants, tels que des munitions ou des collisions automobiles, vous aurez besoin d’une plus grande largeur de bande.

C’est dans ces conditions que les surfaces d’impact commencent à jouer un rôle : s’ils sont suffisamment graves et qu’ils provoquent un choc élevé, les impacts métal-métal peuvent provoquer une rupture de la résonance des accéléromètres à bande passante plus large.

Pour lutter contre ce problème, un accéléromètre amorti peut être utilisé pour empêcher la résonance et fournir des mesures précises.

Comment est-ce que le capteur sera installé pendant les tests ?

QUESTION 3

Comme mentionné ci-dessus, connaître l’application est utile pour déterminer le type d’accéléromètre dont vous aurez besoin. Mais il est également important de savoir comment vous allez installer l’accéléromètre et où vous allez le placer.

Ces questions « comment » et « où » aident à déterminer les facteurs à prendre en compte pour la construction du modèle et les conditions de test.

Pour de meilleurs résultats, les accéléromètres doivent être montés solidement sur l’appareil. Et si certains matériaux, comme le cyanoacrylate, peuvent être utilisés pour coller un accéléromètre sur un appareil, la plupart des époxydes et des colles doivent être évités, car ils constituent des facteurs d’amortissement supplémentaires et absorbent l’énergie avant qu’elle ne puisse être enregistrée par l’accéléromètre.

Ce type de « tampon » entraînera des résultats de test inexacts.

Dans quelles conditions allez-vous effectuer votre test ?

QUESTION 4

Tous les accéléromètres sont compensés selon une certaine tolérance de plage de température. Vous devez donc connaître vos conditions de test pour obtenir une lecture précise.

La température ambiante n’est pas la seule à être importante. Il y a aussi la température de l’appareil sur lequel l’accéléromètre est monté, ainsi que toutes les autres conditions environnementales qui peuvent exister.

Des conditions telles que l’humidité, la neige, l’altitude et une immersion dans l’eau peuvent jouer un rôle dans la détermination du type d’accéléromètre qui résistera le mieux aux conditions auxquelles il sera exposé.

Bien qu’elle ne soit pas liée aux conditions météorologiques, une autre considération est l’interférence électromagnétique (IEM). Cet aspect est particulièrement important en cas d’installation, comme par exemple, sur de gros moteurs d’installations industrielles ou dans des applications de Formule 1.

Pour se protéger contre les interférences électromagnétiques, les accéléromètres peuvent être protégés par des suppresseurs de tension et un blindage interne.

Quelles que soient les conditions, il est important de les connaître afin de choisir l’accéléromètre le plus performant dans ces environnements. En effet, dans cette situation, le risque n’est pas de recevoir des résultats inexacts, mais plutôt d’avoir une défaillance du dispositif.

Quels sont les paramètres de mesure dont vous avez besoin ?

QUESTION 5

Bien que la fonction d’un accéléromètre soit de mesurer l’accélération des forces g, il peut également être utilisé pour déterminer la vitesse et le déplacement.

Si vous cherchez à mesurer l’une ou l’autre de ces données, vous aurez besoin d’un dispositif CC.

Alors que certains pensent que les accéléromètres piézoélectriques peuvent être utilisés pour déterminer la vitesse et le déplacement, plusieurs études ont prouvé que ce n’est pas vrai. La raison tient aux caractéristiques inhérentes du cristal piézoélectrique et au temps qu’il faut pour revenir à un véritable « 0 ».

Les accéléromètres piézoélectriques peuvent être utilisés pour déterminer l’accélération maximale, mais le décalage inhérent du zéro causé par le cristal PZT entraînera des résultats de vitesse et de déplacement inexacts si une intégration est effectuée sur les données de sortie.

Conclusion

En présence de forces g élevées, la collecte de données pour la recherche, le développement et les tests présente des défis particuliers.

Que vous envisagiez d’utiliser des accéléromètres en laboratoire (pour mesurer des chocs, des impacts ou des chutes) ou sur le terrain (pour mesurer des équipements de construction, d’exploitation forestière, ou mesurer des tests de collision automobile ou d’autres applications), ces questions vous assureront que vos résultats sont précis, reproductibles et linéaires.