Généralités et principe de fonctionnement d’un accéléromètre
Dans cet article, vous découvrirez comment fonctionne un accéléromètre, aussi appelé détecteur de chocs. Un accéléromètre mesure une accélération selon une ou plusieurs directions. Cette accélération est mesurée de manière indirecte en mesurant :
- soit le déplacement de la masse sismique du capteur (quelques µm).
- soit la force inertielle induite par l’accélération de la masse sismique du capteur.
Principales caractéristiques d’un accéléromètre
Ses caractéristiques principales sont :
- Sa pleine échelle : niveau mini et maxi d’accélération que le capteur est capable de mesurer
- Sa bande passante : plage de fréquence pour laquelle le capteur est utilisable (environ 1/3 de la fréquence de résonnance)
- Sa sensibilité : le capteur « amplifie » t’il beaucoup l’accélération
- Sa masse : doit être faible par rapport à la pièce sur laquelle se fait la mesure
- Son nombre d’axes de mesure : généralement 1 ou 3 axes (plus rarement 2 axes)
- Sa résistance à l’environnent : température, humidité, pollution, radiations ,etc…
Application
Choisir un bon accéléromètre c’est choisir l’accéléromètre qui convient à son application. Les grandes familles d’applications sont la mesure de :
- Chocs : Excitation haute fréquence/haut niveau d’accélération (plusieurs KHz avec des niveaux > 100g)
- Vibration : Excitation moyenne fréquence (de quelques Hz à quelques KHz)
- Mouvement : Excitation basse fréquence (jusqu’à quelques Hz)
Choix d’une technologie
3 technologies sont principalement utilisées. Chacune ayant des points forts et des points faibles :
Comment fonctionne un accéléromètre piézoélectrique ?
Les accéléromètres piézoélectriques mesurent l’accélération en détectant la force inertielle induite par un cristal piézoélectrique.
Principe physique : On mesure la force inertielle induite par la masse inertielle sur un cristal (élément piézoélectrique).
Principales caractéristiques
- Les plus utilisés pour la mesure de chocs moyens et de vibration
- Grande bande passante mais ne passe pas le continu (0.2Hz-30KHz)
- Plage de température disponible très grande pour les versions en « sortie charge » (- 200;+650°C), moins pour les versions IEPE cependant celles-ci sont moins sensibles aux parasites externes.
- Taille très variable, adaptée à la configuration d’essai (0.2g pour le plus petit)
- Technologie robuste, mature
Comment fonctionne un accéléromètre piézorésistif ?
Les accéléromètres piézorésistifs mesurent l’accélération en détectant le déplacement d’une masse inertielle à l’aide de jauges de déformations.
Principe physique : On mesure le déplacement de la masse inertielle à l’aide de jauges de déformations
Principales caractéristiques
- Faible sensibilité => idéal pour la mesure de chocs longue durée, beaucoup moins utilisé pour le test et mesure
- Grande bande passante et passe le continu
- Facile à conditionner (pont de jauges)
- Faible tolérance à la surcharge mécanique (fragile)
- Dérive notable en température
Comment fonctionne un accéléromètre capacitif ?
Les accéléromètres capacitifs mesurent l’accélération en détectant le déplacement d’une masse inertielle à partir de la variation de capacité entre deux électrodes.
Principe physique : On mesure le déplacement de la masse inertielle en mesurant la variation de capacité entre deux électrodes
Principales caractéristiques
- Grande sensibilité => idéal pour les mesures de déplacement ou vibrations basses fréquences
- Bande passante limité mais passe le continu (0Hz-1KHz)
- Peu de dérive en température
- Technologie robuste (jusqu’à 20000g pour un 10 g d’EM)
- Facile à conditionner et peu sensible aux parasites externes
Guide de choix d'un accéléromètre
AllianTech – Spécialiste de la mesure dynamique
