Généralités et principe de fonctionnement d’un accéléromètre.
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 :
Accéléromètres Piézoélectriques
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
Accéléromètres Piézorésistifs
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
Accéléromètres capacitifs
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 accéméromètre
AllianTech – Spécialiste de la mesure dynamique