Essais & Simulations n° 137

MESURES
Solution
Des accéléromètres
à faible coefficient thermique
Quand les essais associent des températures extrêmes et variables, les accéléromètres doivent être
thermiquement stables pour garantir un résultat fiable.
De nombreux environnements
de test en aéronautique nécessitent
des accéléromètres
spécifiquement conçus pour résister à
de grandes variations de température
tout en maintenant une sortie en vibration
stable. Les applications typiques de
mesure des vibrations sont les tests de
composants dans des enceintes climatiques,
les essais sur moteurs et les
essais en vol. Lors de ces tests en conditions
réelles, les données de mesure sont
collectées à des températures extrêmes
dans des environnements comportant
souvent des niveaux de vibration aléatoires
élevés.
PCB Piezotronics a développé une série
d’accéléromètres LTC (Low Thermal
Coefficient), à faible coefficient thermique,
qui présentent des avantages
considérables dans des applications à
fortes variations de température. Ces
accéléromètres se caractérisent par une
construction thermiquement stable et
de larges plages de température de fonctionnement.
Leur intérêt, le coefficient
de sensibilité à la température, est le
pourcentage d’évolution de sensibilité
par le degré de variation de température,
mesuré en %/°C. Leur conception
permet une très faible variation
de sensibilité lors de gradients thermiques
!
En conditions réelles, les pièces internes
des accéléromètres peuvent subir une
dilatation ou une contraction thermique
sollicitant une précharge de l'élément
sensible et la modification du niveau
de signal de l’accéléromètre. La figure
1 illustre l’incidence de la température
sur l’écart de sensibilité des accéléromètres
piézoélectriques.
Les données montrent la stabilité accrue
d’un accéléromètre LTC - à faible coefficient
thermique - comme le modèle
339A30, sur une large plage de températures,
avec un coefficient de température
inférieur à 0,02% / °C, en comparaison
aux conceptions céramiques. Souvent,
les essais de vibrations aléatoires
comportent des chocs mécaniques à
haute fréquence, provoquées par les
impacts métal sur métal de l'article à
tester. Ces impacts ne font pas vraiment
Figure 1 : Comment la température
peut affecter la déviation de sensibilité
d’un accéléromètre piézoélectrique
partie de la mesure de vibration, mais
peuvent amener les accéléromètres à
entrer dans un état de saturation après
surcharge, période pendant laquelle
l'acquisition de données significatives
n'est pas possible. La saturation de l'amplificateur
se produit quand un accéléromètre
est excité en dehors de la
plage de mesure recommandée, lorsqu'il
approche sa fréquence de résonance.
Pour atténuer les effets de ces surcharges
haute fréquence, PCB Piezotronics a
24I ESSAIS & SIMULATIONS • N°137 • mai 2019