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Un accéléromètre piézoélectrique est constitué d’un boîtier de capteur, d’un élément de mesure piézoélectrique et d’une masse séismique. Un accéléromètre peut être construit selon plusieurs principes, les plus répandus étant le principe de compression et le principe de cisaillement. Dans les deux cas, les éléments de mesure sont précontraints entre la base et la masse séismique. Avec le principe de compression, l'élément de mesure est soumis à une charge de compression en cas d'accélération. Dans le cas du principe de cisaillement, ce sont les efforts de cisaillement qui génèrent les signaux. Cette masse séismique étant constante, la force qui agit sur l’élément de mesure correspond donc à l’accélération selon la deuxième loi de Newton (F = m•a). Le quartz génère une charge électrique proportionnelle à la force et donc à l’accélération. Un accéléromètre piézoélectrique fonctionne généralement en mode AC et ne convient donc pas à la mesure d’accélérations statiques (dans une centrifugeuse par exemple). Kistler a donc développé l’accéléromètre K-Beam avec un élément de mesure capacitif en silicium pour la mesure d’accélérations vraiment statiques. L’accéléromètre construit selon le principe de compression s’est distingué grâce à sa stabilité à long terme, son faible poids, sa grande rigidité et sa haute fréquence propre. Kistler a cependant développé un nouvel accéléromètre qui utilise des éléments de mesure en quartz pour l’effet de cisaillement. Ces éléments ne sont sensibles qu’à l’effet de cisaillement mais pas à une pression normale sur leur axe sensible. En outre, ce quartz génère une charge électrique deux fois supérieure à celle du quartz sensible à l’effet de compression ou à l’effet longitudinal. Il est ainsi possible d’intégrer des systèmes séismiques plus petits et donc de construire des accéléromètres plus légers et moins encombrants. Dans cet accéléromètre piézoélectrique, l’élément de mesure génère également une charge électrique proportionnelle à la force et donc à l’accélération. Applications typiques de l’accéléromètre:- Surveillance des vibrations de machines en rotation (pompes ou turbines par exemple)
- Analyse modale dans le développement automobile et aéronautique
- Mesure de chocs dans les essais de collision
- Mesures sismiques en construction de tunnels
- Surveillance des machines-outils et mesures générales
des vibrations en laboratoire
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