programme de simulation de module de mouvement relatif et l’erreurs de mesure d’un accéléromètre

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Configuration des mesures :

Plage de fréquence et résolution d’un spectre

– Caractéristiques des mesures spectrales L’analyse vibratoire doit permettre :
– la détection de la présence d’un défaut,
– la détermination de la gravité et de l’urgence du défaut identifié.
Le suivi des tendances, par l’emploi de bandes étroites spécifiques, permet de mettre en évidence un changement par rapport à la situation de référence, probablement lié à l’évolution d’un défaut. L’analyse spectrale doit confirmer le type de défaut présent et sa gravité. Le spectre doit donc être configuré de manière qu’il soit possible de mettre en évidence tous les défauts possibles de la machine. Cette configuration doit donc être déterminée en fonction du type de machine analysée. Les caractéristiques principales d’un spectre qui ne pourront plus être modifié après la prise de mesure sont :
– la plage de fréquence ou la fréquence maximale,
– la résolution ou la précision de la mesure.
L’unité du spectre, accélération, vitesse ou déplacement, peut généralement être modifié ultérieurement par l’intermédiaire du logiciel d’analyse. Cette unité, bien que importante lors de l’analyse, n’est pas critique au moment de la prise de mesure[8].
-Plage de fréquence
La fréquence maximum du spectre doit permettre de mettre en évidence les défauts susceptibles de se développer sur la machine analysée :
– balourd, alignement, jeu,
– roulements,
– dentures sur les réducteurs/multiplicateurs,…
Ces défauts ne se présentent pas tous dans la même plage de fréquence :
– balourd, alignement, jeu : vitesse de rotation et multiples,
– roulements : d’abord en haute fréquence, puis progressivement en moyenne et base fréquence
– denture : fréquence d’engrènement et multiples…
Pour le suivi des roulements :
– Fmax = 60 ordres. Cette plage couvre la basse et la moyenne fréquence afin de suivre l’évolution des défauts de roulement. La détection précoce des défauts sera assurée par le HFD. Cette plage convient aux roulements de petites et moyennes dimension pour des vitesses supérieures à 1000 RPM.
-Fmax = 100 ordres. Cette plage convient aux roulements de grandes dimensions pour les vitesses lentes < 1000 RPM.
Pour le suivi des dentures :
-Fmax = 4x fréquence d’engrènement. Cette plage ne permet pas toujours de suivre efficacement les défauts de roulement. Il convient alors d’effectuer deux mesures ou d’opter pour un compromis entre les deux configurations.
Pour le suivi des paliers lisses :
– Fmax = 30 ordres. Cette plage est moine étendues que pour les roulements car il n’y a pas d’éléments en rotation qui génèrent des hautes fréquences.

Les capteurs de vibration

Il existe plusieurs types de capteurs pour apprécier les mouvements vibratoires. La sensibilité des capteurs représente la proportionnalité de la sortie électrique exploitable (tension, charge, courant) par rapport au paramètre de vibration (accélération, vitesse, déplacement), elle s’exprime en terme de : Sortie électrique/paramètre de vibration.

Sonde de proximité à Courant de Foucault

Ce type de capteur ne mesure que les déplacements vibratoires relatifs. Cette sonde a une réponse aux déplacements quasi-statique, mais a une dynamique limitée et elle nécessité souvent un calibrage sur site, de plus, la surface vibrante doit être électriquement conductrice. Une faible impédance de sortie derrière le démodulateur autorise l’emploi de grandes longueurs de câble.
Ce type de capteurs est souvent monté d’origine sur les groupes turboalternateurs à paliers lisses.

Sonde capacitive

Ce capteur de petite dimension est libre de tout contact. Ce capteur sensible aux déplacements vibratoires relatifs a une grande sensibilité et opérationnel sur une large gamme fréquentielle. Les inconvénients sont que la surface de vibration doit être électriquement conductrice, que la gamme dynamique de la sonde est très limitée et que la sonde est difficile à calibre.
Il faut appliquer une différence de potentiel entre la sonde et la pièce en mouvement.

Potentiomètre de position

Peu coûteux et de faible impédance. Ce capteur est capable de mesurer les déplacements statiques. Cependant, les gammes dynamiques et fréquentielles sont très limitées et le capteur a une courte durée de vie et une faible résolution.

Bobine mobile

C’est un capteur de vitesse vibratoire de faible impédance électrique. Il est très limité dans ses gammes dynamiques et fréquentielle (au dessus de la fréquence de résonance de suspension). Il est sensible aux champs magnétiques et est affecté par son orientation.
Avec ses éléments mobiles, il est sujet à une dégradation de ses spécifications initiales. Sa plage fréquentielle va typiquement de 10HZ à 2000 HZ.

Vélocimétre laser à effet doppler

C’est un capteur de vitesse relative s’appuyant sur un faisceau laser qui est envoyé vers la cible et dont la fréquence est modulé par la vibration de la surface atteinte.
Les avantages sont nombreux :
-pas de préparation de la surface
-pas de masse rajoutée
-possibilité de scruter plusieurs centaines ou milliers de points en des temps très réduits mais l’inconvénient majeur reste son prix et une plage de mesure qui n’atteint encore pas celle offerte par une chaîne accélérométrique.

Capteur piézorésistif

Un capteur d’accélération vibratoire capable de mesurer les accélérations quasi-statiques. Les gammes de mesure, fréquentielle et dynamique, peuvent être larges. Sa résistance limitée contre les chocs en fait un capteur vulnérable. L’amortissent visqueux est nécessaire pour le protéger des chocs. Cependant, ceci a amené à une compression de la gamme thermique de fonctionnement et altère les caractéristiques de phase.
De nouvelles technologies de micro-usinage améliorent les performances de tels capteurs.

L’accéléromètre piézo-électrique

Il est unanimement considéré comme le meilleur capteur disponible à ce jour pour les mesures de vibrations absolues. Il possède les propriétés suivantes :
– Utilisable sur de très grandes gammes fréquentielles
– Excellente linéarité sur une très grande gamme dynamique (typiquement 140dB, soit 1 à10°).
– Le signal d’accélération peut être intégré électriquement pour donner le déplacement et la vitesse.
– Les mesures de vibration peuvent être faites sous large éventail de conditions environnementales tout en conservant une excellente précision (typiquement 250°c ; 400°c à 700°c pour des modèles spéciaux).
– Etant lui-même générateur de charges, il est donc indépendant de toute alimentation externe.
– Nécessite malgré tout un conditionnement de sa sortie charge (appelé conditionneur de charge ou préamplificateur de charge) plus coûteux que pour les autres types de capteur.
– Aucun élément mobile, donc extrêmement durable.
– Extrêmement compact et d’un grand rapport qualité/prix.
– Ne passe pas la composante statique.

L’accéléromètre à électronique intégrée :

Il est semblable à l’accéléromètre piézo-électrique à la différence qu’il possède de manière intégrée un conditionnement de charge représenté par un composant de type MOSFET. Il possède les mêmes propriétés que l’accéléromètre piézoélectrique à l’exception de :
– Il est plus limité en température d’utilisation du fait de l’électronique intégrée (125°c).
– Il nécessite une alimentation à courant constant toutefois moins onéreuse qu’un conditionneur de charge. Le câble de liaison avec l’instrument de mesure possède deux fils comme le piézo pur. Le fil chaud transporte l’alimentation à courant constant et la modulation de tension proportionnelle à l’accélération de la surface vibrante. Une capacité sépare le signal continu de l’alimentation du signal dynamique reflet de la vibration.
– Il a une sortie à basse impédance qui autorise de plus grande longueur de câble
– Dynamique de l’électronique intégrée un peu plus faible que dans le cas d’une électronique déportée.

Capteurs intégrés :

Le capteur intégré est un composant qui regroupe sur un même substrat de silicium le capteur proprement dit avec plusieurs des blocs fonctionnels cité au paragraphe précédent. il est obtenu par la techniques de la micro-électronique.
Le capteur proprement dit est obtenu soit par gravure directe du silicium s’il une des caractéristiques de ce dernier est sensible au mesurande, soit par dépôt sur le substrat de silicium d’un film mince d’un matériau plus sensible au mesurande (capteur composite) [9].
Les circuits électroniques associés sont réalisés suivant les techniques classiques de fabrication des circuits intégrés.
L’intégration apporte de multiples avantages :
– Miniaturisation
– Réduction de la consommation
– Réduction des coûts par la fabrication en grande série
– Amélioration de la fiabilité par réduction du nombre de connexions
– Meilleure immunité aux parasites.

Le capteur « système intelligent » :

Il s’agit alors de profiter des possibilités d’intégration sans cesse croissante qu’offrent la microélectronique et les microprocesseur, pour réunir dans un même volume très réduit la partie sensible du capteur, le conditionnement des signaux et le traitement des données[10].
Effectivement, le seul fait d’intégrer les élément sensibles d’un capteur (corps d’épreuve) et de traitement (analogiques) sur un seul circuit ou tout au moins dans un même dispositif dans lequel ils interagissent est une première approche « naturelle » de la notion de « capteur intelligent »[11].
Cela s’inscrit dans la logique industrielle ambiante d’intégration des systèmes afin de les rendre plus compacts (réduction de volumes et de poids), plus fiables, mieux répartis (possibilité de communication numérique ou non) et aussi meilleurs marchés.
Le concept anglo-saxon va cependant plus loin que cette simple juxtaposition du capteur et de son traitement en recherchant à éliminer l’acquisition ou le transfert d’informations redondantes dés le niveau capteur[12].
En ce sens cette idée est réellement innovante : le capteur doit délivrer l’information dont on a besoin. Du coup l’intégration n’est plus une qualité intrinsèque du capteur intelligent mais seulement une conséquence technologique de son niveau de maturité[13].
On peut ainsi proposer une définition plus largement admise de « smart sensor » les « capteurs intelligents »est des dispositifs matériels dans lesquels coexistent les capteurs et les circuits de traitement, et leurs relations avec des couches de traitement supérieures vont bien au-delà qu’une simple « transduction de signal ». Les capteurs intelligents sont des « capteurs d’informations » et non pas simplement des capteurs et des circuits de traitement du signal juxtaposés. De plus les « smart sensors » ne sont pas des dispositifs banalisés car chacun de leurs constituants a été conçu dans l’objectif d’une application bien spécifique[14].

Intérêt des traitements embarqués :

L’exactitude est probablement la caractéristique que privilégie l’utilisateur d’un capteur. Les traitements embarqués visent précisément à améliorer cette caractéristique par :
– l’implantation d’algorithmes de traitement du signal pour opérer de simples filtrages ou bien des opération d’extractions de paramètres du signal.
– la compensation des grandeurs d’influence en mettant en œuvre une architecture multi-capteur sur laquelle s’appuie une démarche de fusion de données.
Du même coup la capacité de portée de la fiabilité est augmentée puisque le capteur peut être utilisé dans des gammes plus étendues qui lui étaient interdites en raison seulement de sa limitation à la zone linéaire[15].
Les exigences de linéarité de la caractéristique S = F(m) ne sont d’ailleurs plus impératives puisque les informations fourniers sont quantifiées, numérisées et transmises selon divers codages qui permettent d’associer l’unité physique correspondante[16].

Fusion de données multicapteurs :

D’une manière générale, l’utilisation des capteurs est un moyen d’obtenir des informations pertinentes sur un environnement que l’on souhaite connaître.
Cela passe donc bien par l’obtention d’une « image » de cet environnement. Pourtant bien au-delà de cette fonction d’observation, l’objectif de la mesure est de formuler un diagnostic, produire une décision ou une classification[17]. Or un système de décision repose toujours sur l’analyse pondérée d’un faisceau d’informations. En terme de système de mesure cela se traduit par une approche multicapteurs, passant par la mise en réseau de capteurs suivant l’une des 2 stratégies suivantes (ou une solution hybride) :
– la redondance en multipliant le nombre de capteurs de même modalité travaillant en parallèle, suivi d’un calcul d’une moyenne pondérée (barycentre)
– l’association de capteurs de modalités différentes.

Traitement de signal :

Le signal émis par le transducteur est de faible puissance, il peut difficilement être transféré[18]. Si on connaît la fonction de transfert liant le signal du transducteur à la grandeur à mesurer, celle-ci est rarement linéaire, elle est sensible à des grandeurs perturbatrices appelées grandeurs d’influence (généralement la température de l’ensemble élément sensible-transducteur).
Le signal émis par le capteur doit varier linéairement avec la grandeur à mesurer. Des circuits électroniques amplifient, corrigent le signal du transducteur.
Avec les microprocesseurs et microcontrôleurs, on peut envisager tout traitement nécessaire pour obtenir les performances du capteur prévues par le cahier de charge.
La stratégie actuelle est de convertir le plus tôt possible le signal électrique du transducteur en un signal numérique et d’effectuer le maximum de traitement par programme.

Le signal émis :

Le signal émis est en général, un signal analogique en courant (4 – 20mA) ou en tension (1- 5volts). L’alimentation en énergie électrique du capteur est faite par la ligne de communication.
Les signaux numériques sont en plein développement, le capteur étant de plus en plus souvent relié à un réseau de terrain [19]. Le développement de ces réseaux a été freiné par trois problèmes qui se solutionnent progressivement :
– l’alimentation en énergie de toute une batterie de capteurs montés sur une seule ligne de communication
-la quantité d’informations à transmettre dans des délais raisonnables compatibles avec la commande des procédés
-la fermeture des protocoles de communications : chaque constructeur protégeait son matériel pour garder un monopole sur son réseau.

A propos du choix d’un capteur :

On est conduit à se documenter sur les caractéristiques d’un capteur quand il faut faire un choix. Il est évident que la nature de la grandeur à mesurer limite l’éventail des capteurs utilisables. Une autre évidence est le prix du capteur qui sera un élément souvent déterminant.
Les critères déterminants vont être les contraintes de fonctionnement imposées par le système sur lequel on fera la mesure et les caractéristiques métrologiques imposées par le cahier des charges de la mesure[20].
Dans notre travail, nous nous intéressons au à l’accéléromètre piézoélectrique pour les raisons suivantes :
-Utilisable sur de très grandes gammes fréquentielles ; -bande passante très bonne ;
-bonne dynamique (rapport signal/bruit) ; -taille réduite ;
-solidité (aucune pièce en mouvement)

Accéléromètres piézoélectriques :

Principe de fonctionnement :

Dans ce type d’accéléromètre, la masse sismique est supportée par un élément piézoélectrique, qui délivre une charge électrique proportionnelle à la force de rappel, donc au déplacement de la masse sismique. L’ensemble est solidaire d’une embase rigide, le tout étant contenu dans un boîtier hermétique.
Il faut généralement mesurer les accélérations dans les deux sens, le long de la direction de l’axe sensible ; comme la tenue mécanique du matériau piézoélectrique et des moyens de liaison indispensables (collage…) est différente selon la nature de la contrainte appliquée (compression, traction, cisaillement) il est nécessaire le plus souvent d’assurer une précontrainte mécanique sur l’élément sensible afin d’étendre le domaine de mesure aux deux sens de l’accélération[21].
Ceci n’est pas toujours possible est réalisé différemment selon le mode de travail du matériau : mode longitudinal (accéléromètre dit en compression), mode de cisaillement, mode de flexion.

Accéléromètres piézoélectriques à compression (fig.2.3)

Les caractéristiques propres à ces capteurs sont :
– une fréquence de résonance assez élevée car c’est le mode de fonctionnement correspondant par nature à la plus grande rigidité de l’élément piézoélectrique (module de compression)
– une grande robustesse
– une certaine sensibilité aux contraintes de base, qu’il est nécessaire de réduire en rendant la base massive et découplée mécaniquement du cristal : forme adéquate de la base (fig. 2.3.a), montage inversé (fig. 2.3. c).
– une sensibilité aux effets pyroélectriques qui nécessite d’apporter des moyens de compensation ou d’isolation lorsque les conditions d’emploi sont défavorables (mesures en très basse fréquence, température pouvant évoluer).

Accéléromètres piézoélectriques à cisaillement (fig.2.4) :

Ces accéléromètres sont constitués
-soit d’un empilement de plaquettes piézoélectriques boulonnées entre deux pièces métalliques servant de masse sismique (a)
-soit d’un élément piézoélectrique en forme d’anneau (b) ou formé de plusieurs éléments plans (c), serti de force entre la ou les masses sismiques périphériques et la colonne centrale.
De par leur constitution, les accéléromètres à cisaillement présentent
-une faible sensibilité aux contraintes de base (découplage mécanique entre base et éléments piézoélectriques) et aux influences thermiques (pas d’effet pyroélectrique primaire puisque l’axe polaire n’est pas perpendiculaire aux faces portant des charges, mais est dans leur plan.
-une certaine fragilité due au mode de travail du matériau piézoélectrique.
En outre, si le montage à empilement de plaquettes (a) peut être doté d’une plus grande sensibilité, les montages à symétrie de révolution (b) et (c) se prêtent mieux à un assemblage mécanique précis, garant d’une faible sensibilité transversale, et à la miniaturisation, permettant d’obtenir une grande finesse : la masse des plus petits accéléromètres piézoélectriques ne dépasse pas quelques dixièmes de gramme.

Accéléromètres piézoélectriques à montage en port-à- faux :

Dans leur principe, ils utilisent la flexion d’une paire de minces plaquettes piézoélectriques accolées fig.2.5, dont l’extrémité supporte une masselotte.La sensibilité que leur confère cette configuration peut être très grande, au détriment de la fréquence de résonance; leur champ d’applications est limité aux accélérations vibratoires de faible niveau et basse fréquence, où d’autres types, non piézoélectriques, ont des performances supérieures mais sous un encombrement généralement plus important.[21].

Etendue de mesure (E.M.), linéarité :

L’étendue de mesure est limitée :
-vers le bas, par les bruits électriques dus au câble de liaison et à l’amplificateur, et les effets pyroélectriques éventuels ; avec des accéléromètres de sensibilité de l’ordre de 10 pc/g, cette limite est d’environ 0.001g
-vers le haut, par la solidité structurelle du capteur, soit couramment et selon la sensibilité, 5000 à 10000g, voire 10000g (accéléromètres pour chocs violents).
Dans le cas des accéléromètres à compression à précontrainte, celle-ci est un élément déterminant de l’E.M
L’écart de linéarité d’un accéléromètre piézoélectrique découle :
-de la non-linéarité propre du matériau piézoélectrique (variation des coefficients piézoélectriques avec la contrainte appliquée); toujours très faible pour le quartz, elle est diminuée par la précontrainte dans le cas des céramiques -d’une non-linéarité d’ordre mécanique affectant le ressort de précontrainte axiale (ou son équivalent dans le cas d’une compression par écrou) et qui n’intervient donc pas dans le cas des accéléromètres à cisaillement.
La non-linéarité des accéléromètres piézoélectriques à céramiques se manifeste par une augmentation (elle-même linéaire) de la sensibilité, allant de 0.5% (cisaillement) à 5% (compression à vis) par 1000g.

Grandeurs d’influence :

On retrouve ici les facteurs qui, de manière générale, agissant sur les capteurs piézoélectriques[21].

Température :

La température agit de deux façons différentes sur tout élément piézoélectrique : par sa valeur et par ses variations.
La valeur de la température est un paramètre qui est important pour la sensibilité électrique S2 du capteur en agissant directement sur le coefficient piézoélectrique, et éventuellement sur des facteurs mécaniques intervenant dans la fonction de transfert mécanique-électrique (par exemple la contrainte mécanique imposée par les dimensions des pièces et leurs dilatations relatives). Cette influence sur la sensibilité ne peut se juger qu’à température stabilisée.
Les variations de température de l’élément piézoélectrique entraînent la production de signaux électriques même en l’absence de grandeur d’entrée vibratoire. ces signaux sont dus à des contraintes mécaniques subies par l’élément piézoélectrique du fait de dilatations différentes par exemple et à la propriété de conversion pyroélectrique accompagnant la plupart du temps la piézoélectricité.
Les matériaux les moins influencés par la température sont en général les matériaux les moins performants sous l’aspect de la sensibilité accélérométrique : le quartz par exemple comparé aux matériaux du type titanozirconate de plomb est environ 50 fois moins sensible mais a un coefficient de température qui est de 20 à50 fois plus faible. On utilise aussi des techniques de compensation entre matériaux différents.
Les effets pyroélectriques à fréquence très basse (dérives) sont filtrés de façon naturelle par le passe-haut que constitue le conditionneur associé au capteur, auquel il importe donc de ne pas donner une bonde passante vers les basses fréquences plus étendue que nécessaire.
Pour les mesures sur des structures portées à hautes températures (jusqu’à 2000 c°) on utilise des accéléromètres dont l’embase est refroidie par circulation forcée de fluide.
Pour les mesures très précises, la connaissance des courbes de variation de sensibilité en fonction de la température est indispensable.

Vieillissement :

Le vieillissement est l’évolution irréversible de certaines caractéristiques du capteur sous l’influence de l’un ou l’autre des facteurs : temps, température, sollicitations mécaniques. Le paramètre le plus critique est la sensibilité accélérométrique elle-même (perte partielle de polarisation du matériau). Le quartz est, dans ce domaine encore, le plus performant est utilisé souvent dans les capteurs destinés à l’étalonnage par méthode de comparaison.
Les vieillissements sont dures (fonctionnement permanent à une température trop proche de la limite d’emploi). Un étalonnage périodique permet, dans les autres cas, de pallier les dérives dans le temps, ou dues à une surcharge accidentelle.

Bruit dus au câble de liaison :

Le câble de liaison peut être une source de bruit sous l’influence de différents facteurs mécaniques ou thermiques. En effet les déformations des isolants ou les mouvements relatifs entre isolants ou conducteurs créent des mouvements de charge par effets triboélectriques principalement, voire piézoélectriques ou pyroélectriques et aussi par modification géométrique des capacités réparties Les problèmes de câble ne se posent plus lorsque le conditionneur de signal, miniaturisé, est inclus dans le capteur. De mise en œuvre simple, les accéléromètres de ce type, dits à électrique incorporée, présentent évidemment une moins bonne finesse, et leur tenue en température et aux chocs est limitée par la fragilité de la partie électronique.

Bruits dus à la pression acoustique ambiante :

Son effet peut être gênant lors de mesures de faibles accélérations dans un champ acoustique de forte intensité. Plutôt qu’une action directe sur l’élément piézoélectrique, on doit surtout craindre la répercussion sur lui de l’action des pressions acoustiques sur l’embase et le boîtier, qui ne sont pas d’une rigidité absolue. Les capteurs dans lesquels éléments piézoélectriques et ensemble embase-boitier sont bien découplés y sont donc peu sensibles (accéléromètres à cisaillement).

Décalage de zéro:

C’est un phénomène propre aux accéléromètres à céramiques. Lorsqu’un tel capteur est soumis à une accélération très violente (choc), il subsiste après disparition du mesurande un petit signal électrique (décalage de zéro) dont la décroissance, exponentielle, se fait avec la constante de temps électrique caractéristique de l’ensemble capteur + conditionneur, comme le ferait le signal dû à un mesurande continu. On explique le phénomène par une certaine dépolarisation de la céramique à la suite d’une excitation de l’accéléromètre sur sa fréquence de résonance, où l’amplification est considérable, à cause par exemple d’un échelon abrupt, même si la valeur de celui-ci reste dans les limites de l’étendue de mesure[21].
Le décalage de zéro n’influe pas de façon mesurable sur la valeur de la sensibilité. Il est parfois réduit, mais seulement de façon momentanée, lorsque l’accéléromètre est soumis à des chocs répétés . Pour les accéléromètres de choc, le décalage de zéro ne doit pas dépasser 1 à 2 % de l’amplitude de crête, même à la limite de leur étendue de mesure.
Ce phénomène ne doit pas être confondu avec la dérive électrique due à la limitation de la bonde passante en basse fréquence; contrairement au décalage de zéro, une telle dérive est vue, après disparition du choc, comme ayant une polarité apposée à ce dernier.

Table des matières

Introduction
Chapitre 1 : Théorie sur les vibration
Introduction
1.1. L’analyse vibratoire, un outil privilégié pour la maintenance conditionnelle
1.2.Théorie des vibration
1.2.1 Introduction
1.3. notion de la vibration
1.3.1. naissance d’une vibration
1.3.2. évaluation du niveau de vibration
1.4. grandeurs associées à l’amplitude d’une vibration
1.5. Les informations utiles
1.5.1. Les types de vibrations
1.5.2. Les paramètres caractéristiques
1.5.2. Les paramètres caractéristiques
1.6. Technique particulière : la démodulation
1.6.1. Fonctionnement de cette technique
1.7. calcul du temps de mesure
1.7.1. Durée de collecte du signal temporel
1.7.2. Configuration des mesures.
Conclusion
Chapitre 2 : capteur de vibration (accéléromètre)
2.1. Introduction
2.2. Le capteur
2.2.1. Modèle d’un instrument de mesure
2.2.2. les capteurs de vibration
2.2.3. La chaîne de mesure
2.2.4. Capteurs intégrés
2.2.5. Le capteur « système intelligent »
2.2.6. Intérêt des traitements embarqués
2.2.7. Fusion de données multicapteurs
2.2.8. Traitement de signal
2.2.9. Le signal émis
2.2.10. A propos du choix d’un capteur
2.3. Accéléromètres piézoélectriques
2.3.1. Principe de fonctionnement
2.3.1.1. Accéléromètres piézoélectriques à compression (fig.2.11)
2.3.1.2. Accéléromètres piézoélectriques à cisaillement (fig.2.12)
2.3.1.3. Accéléromètres piézoélectriques à montage en port-à-faux
2.3.2. Caractéristiques métrologiques
2.3.2.1. Sensibilité et réponse en fréquence
2.3.3. Grandeurs d’influence
2.3.3.1. Température
2.3.3.2. vieillissement
2.3.3.3. Bruit dus au câble de liaison
2.3.3.4. Bruits dus à la pression acoustique ambiante
2.3.3.5. Décalage de zéro
2.4. Conclusion
Chapitre 3 : Analyse modal, modélisation et simulation d’un accéléromètre
3.1. Introduction de l’AME
3.2. Systèmes de mesure et modélisation
3.2.1. Excitation
3.2.1.1. Excitateur électrodynamique
3.2.1.2. Vérin hydraulique
3.2.1.3. Excitation harmonique
3.2.1.4. Excitation par une force aléatoire connue
3.2.1.5. Excitation par choc
3.2.1.6. Marteau d’impact
3.2.1.7. Effet de l’embout du marteau
3.2.2. modélisation de l’accéléromètre
3.2.2.1. programme du module de mouvement relatif de l’ accéléromètre
3.2.2.2.programme de l’erreurs de mesure de l’ accéléromètre
3.2.2.3. programme de simulation de module de mouvement relatif et l’erreurs de mesure d’un accéléromètre
3.2.2.4. Gamme de fréquence des accéléromètres
3.2.2.5. Principes de conception d’un accéléromètre
3.2.3. Capteur de force
3.2.4. Amplificateur conditionneur
3.3. Traitement du signal
3.3.1. Décomposition d’un signal en série de Fourier
3.3.1.1.programme de signal périodique et décomposition des signaux en série de Fourier
3.3.1.2. programme de génération des signaux
3.3.1.3. programme de l’approximation des signaux
3.3.1.4. Valeur efficace du spectre
3.3.1.5. Forme exponentielle
3.3.2. Transformée de Fourier
3.3.3. échantillonnage des signaux
3.3.3.1. programme d’échantillonnage d’un signal
3.3.3.2. Phénomène de recouvrement
3.3.3.3. Théorème de Shannon
3.3.3.4. Principe d’incertitude de Heisenberg
3.3.4. Transformée discrète de Fourier
3.3.4.1. programme de le calcul du spectre de signal
3.3.5. Effet du fenêtrage
3.3.5.1logiciel de la pondération des signaux par différentes fenêtres de pondération
3.3.5.2. Recommandations pour le choix du type de fenêtre
3.4. Analyse expérimentale
3.4.1. Mesure des fonctions de transfert
3.4.2. Cohérence des signaux mesurés
3.4.3. Recherche des fréquences propres
3.4.4. Méthodes de mesure d’amortissement
3.4.4.1. Méthode 1 : Amplification maximale
3.4.4.2. Méthode 2 : Bande passante
3.4.4.3. Méthode 3 : partie réelle du signal
3.4.4.4. Méthode du décrément logarithmique
3.5.Conclusion
Conclusion générale
Bibliographie

Télécharger le rapport complet