Accéléromètre

Un accéléromètre est un transducteur qui peut, seul ou associé à une électronique, délivrer un signal électrique instantané proportionnel au mouvement appliqué à sa base.

Il peut selon sa technologie :

Faire une mesure statique (position verticale, g de la pesanteur) et dynamique (changements horizontaux et verticaux d’angle d’inclinaison dû aux mouvements de la structure sur laquelle il est fixé). Ce modèle d’accéléromètre doit avoir impérativement une réponse du continu jusqu’à une valeur de fréquence dépendant de l’application, en général quelques dizaines de Hertz.

Faire uniquement une mesure « dynamique », dans ce cas l’accéléromètre ne doit mesurer que les variations d’accélération et à partir du signal en sortie (mV ou pC/g), par traitement avoir la mesure du déplacement ou vitesse. Pour les applications industrielles l’accéléromètre est souvent appelé capteur de vibration.

L’accéléromètre selon sa technologie, permet la mesure d’inclinaison statique ou dynamique (mesures sismiques, centrale inertielle…), chocs (crash test, impact, applications militaires), et par traitement de son signal de sortie (g ou m/s²) mesurer une vibration qui peut être exprimée en grandeurs physiques différentes, telles que l’accélération, la vitesse, le déplacement, selon ce que les normes en vibration préconisent pour les essais en laboratoire et bancs.

4 technologies sont principalement utilisées, chacune présentant des caractéristiques bien distinctes.

- Les accéléromètres piézoélectriques avec ou sans électronique incorporée. Mesure de vibration avec une réponse en fréquence principalement allant de 0,2Hz à 20000Hz, et supérieure à 100Khz pour la mesure de choc.

- Les accéléromètres piézorésistifs. Une mesure à partir du continu (0Hz) est impérative, la limite haute fréquence dépend de l’application, autour de 1000Hz pour les crashes tests et plutôt supérieure à 100KHz pour les chocs « militaires ». A savoir que la sensibilité (mV/g) décroit selon la fréquence maximale requise pour l’application (le signal de sortie de l’accéléromètre étant en général autour de 500mV pour l’étendue maximale de mesure).

- Les accéléromètres capacitifs. Une mesure à partir du continu (0Hz) est également impérative, mais les applications normales pour ce type de capteur ne nécessitent pas une réponse en fréquence supérieure à 1000Hz. En générale ce type de capteurs présente une meilleure qualité de la mesure que les accéléromètres piézorésistifs mais avec des dimensions plus importantes.

- Les accéléromètres asservis (ou à équilibre de force). Ces accéléromètres sont très différents des autres modèles de par leurs applications, ils doivent avoir des performances exceptionnelles : précision, linéarité, stabilité pour des conditions d’environnements sévères. Les spécifications exprimées pour ces accéléromètres ne ressemblent que très peu à celles des autres technologies. A part la mesure sismique, les accéléromètres asservis ne sont pas utilisés pour la mesure de vibration mais pour les applications : navigation, guidage, système de pilotage, unité de mesure inertielle, forage, robotique…

Un accéléromètre est choisi selon son application et les performances nécessaire : sa gamme de mesure (directement liée à la sensibilité), sa réponse en fréquence, son environnement de mesure (choc, température, humidité, pression, acoustique, radiations…), ses dimensions, ses modes de fixations et son coût.

Généralement le fournisseur de l’accéléromètre le livre avec son certificat d’étalonnage, nécessaire pour obtenir une mesure de vibration, choc, accélération…de qualité. Ce certificat d’étalonnage par comparaison, indique principalement la réponse en fréquence et la sensibilité de l’accéléromètre (pC/g, mV/g) à  une fréquence de  100Hz , l’accélération de référence en  général 1g étant mesurée par un accéléromètre étalon régulièrement retourné pour vérification aux laboratoires accrédités respectant les procédures définies par les organismes internationaux tels que l’Institut National des Standards et Technologies américain (NIST), le PTB allemand, le NAMAS britannique et le bureau National de Métrologie (BNM) français.                     

 Des utilisateurs d’une quantité importante d’accéléromètres ont développé leur laboratoire de vérification, ils utilisent un accéléromètre étalon qui est lui, régulièrement, retourné à un organisme accrédité pour étalonnage.

Pour les accéléromètres piézorésistifs et capacitifs avec une étendue de mesure pleine échelle inférieure à +/-10g, ces accéléromètres mesurant le « continu » peuvent être rapidement vérifiés, il suffit de mesurer leur signal en sortie pour une rotation de +/-180°.

Il existe plusieurs méthodes de fixation pour les accéléromètres : par collage, par vissage ou via un aimant. La qualité de la mesure dépend énormément de la fixation, la fixation par goujon recommandée par le fournisseur de l’accéléromètre est le mode donnant les meilleurs résultats. Pour les applications ou il n’est pas permis de visser un goujon… collage, scotch double face ,aimant…,.peuvent être utilisés avec précaution.

Différents facteurs sont à rendre en compte afin d’apporter une réponse quant au prix d’un accéléromètre :

Type d’accéléromètre

Prix

Accéléromètre IEPE monoaxial

entre 500€ et 800€

Accéléromètre IEPE triaxial

entre 1300€ et 1800€

Accéléromètre capacitif monoaxial

entre 600€ et 900€

Accéléromètre capacitif triaxial

entre 2000€ et 2600€

Accéléromètre Piézorésistif

entre 300€ et 800€

Accéléromètre asservi