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Accéléromètre




Un capteur accéléromètre permet de transformer une accélération mesurée en signal électrique proportionnel.
Nos accéléromètres sont utilisés aussi bien pour surveiller des machines tournantes que pour réaliser des essais de vibrations ou de chocs ou dans la surveillance d’ouvrages de génie civil.

Le choix du capteur adapté dépendra des contraintes de votre application.
Quels sont les différents types  d’accéléromètres ?  Comment choisir la technologie de capteur accéléromètre adapté à vos besoins ?


Accéléromètre | Capteur d'accélération



L’application la plus courante de l’accéléromètre est  la mesure de vibrations et de chocs. Elle permet d’assurer la maintenance des machines, de détecter des défauts de fonctionnement des machines tournantes (balourds, défauts de roulements, usures de l’outil, etc.), de vérifier que les fréquences et amplitudes des vibrations sur  un matériau n’excédent pas ses propres limites, de contrôler  les sources de vibrations, d’éviter  d’exciter les fréquences de résonance des différents composant de la structure à surveiller.

Si les applications ne manquent c’est que pas l’accéléromètre  permet d’accéder à de nombreuses autres grandeurs physique telles que la force  ( F = m x a) ou encore la vitesse et le déplacement par calcul d’intégral.

Nous proposons 2 technologies d’accéléromètres : Capacitive et Piézoélectrique.


Principe de fonctionnement des accéléromètres capacitifs :


Un accéléromètre capacitif est constitué de 2 condensateurs ainsi que d’un élément mobile E. La mise en mouvement de cet élément va faire varier la valeur de capacité des deux condensateurs, ce qui nous permettra d’en déterminer l’accélération.



Destinés à la mesure d’accélération statique et de phénomènes vibratoires basse fréquence (jusqu’à quelques centaines de Hz), nous retrouverons ce type de capteur dans l’analyse de confort vibratoire de véhicules, dans le génie civil comme l’étude de stabilité des ponts, bâtiments et autres infrastructures, ou encore pour la surveillance de machines tournantes lentes et d’équipements lourds.

Ces capteurs passent la composante continue, c'est à dire qu’ils peuvent également mesurer une valeur statique d'accélération (exemple : la composante de g, pour en déduire une inclinaison). Bien que leur échelle de mesure se limite de 3 à 100g, les accéléromètres capacitifs sont robustes et sont capables de supporter des surcharges allants jusqu’à 10 000g tout en fournissant un signal de sortie élevé.


Principe de fonctionnement des Accéléromètre piézoélectrique :


Un élément piézoélectrique est un type de matériau renvoyant une énergie électrique proportionnelle à l’effort appliqué. Un accéléromètre piézoélectrique est composé d’un élément piézoélectrique précontraint par une masse sismique. La vibration fait varier la pré contrainte ( en compression ou cisaillement) et déforme l’élément piézoélectrique qui génère alors un signal électrique  exprimé en unités pC/g ou mV/g.




La construction par compression est la plus courante et présente l’avantage d’avoir une sensibilité et une fréquence de résonnance élevée. 

La construction par cisaillement  permet de réaliser des capteurs miniatures et très légers et moins sensible aux contraintes de base et bruits acoustiques

Les capteurs piézoélectriques permettent d’effectuer des mesures à haute température  et possèdent une échelle de mesure pouvant s’étendre de 5g à 100g avec une large gamme de fréquences (0,3 Hz à 40 kHz). 

Il répondent ainsi à une grande variété́ d’applications notamment dans le domaine des mesures basses fréquences telle que le confort vibratoire, la mesure de chocs ou encore dans l’analyse sismique géologique ou d’infrastructures.

Néanmoins ils ne permettent pas d’observer des fréquences très basses, et ils ne “passent” pas la composante continue contrairement aux accéléromètres capacitifs. 


COMMENT CHOISIR LE TYPE D’ACCÉLÉROMETRE POUR SES MESURES ?


Choisir l’accéléromètre adapté à votre application nécessite de répondre au préalable  à ces quelques questions : 

  1. Que souhaitez vous mesurer ? La vibration d’une pièce, Contrôler l’état d’une machine tournante, tester un équipement,  Surveiller une structure, Mesurer un choc,  Évaluer un confort vibratoire, Effectuer une mesure sismique.
  2. S’agit-il d’un mouvement suivant 1, 2, 3 axes 
  3. Quelle est l’amplitude et la fréquence du phénomène a mesurer
  4. Les capteurs sont ils soumis à de hautes températures ? doivent-ils être Résistants aux chocs ? étanches ou immergeable?
  5. Quelle est la masse de la structure à surveiller ? Quel construction mécanique et matériau choisir.
  6. Comment peut-on monter le capteur sur la structure ? par collage, vissage ?

Autre caractéristiques importantes :

La sensibilité  ou signal de sortie exprimé comme le  rapport entre la tension de sortie et l’accélération  mesuré. 

La fréquence de résonance (ou fréquence propre) est la fréquence à laquelle l’élément sensible du capteur entre en résonance, et répond avec un déplacement maximum.
Elle doit être largement supérieure aux fréquences de mesure. En effet, l’excitation de la fréquence de résonance du capteur peut l’endommager.

Sensibilité et fréquence de résonance sont à prendre en considération ensemble dans le choix de votre accéléromètre. 
En effet, plus le capteur est sensible, plus sa fréquence de résonance est basse, donc plus son utilisation est limitée aux basses fréquences.