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Essais environnementaux : les capteurs

Essais environnementaux : les capteurs

Lors de la réalisation d'un test environnemental, des signaux sont reçus de l'appareil testé qui décrivent l'état de l'appareil par rapport à un paramètre de test particulier. Des informations sont extraites des signaux et sont utilisées pour déterminer si le test est effectué comme souhaité ; et pour surveiller l'opérabilité ou l'intégrité du dispositif testé et ainsi déterminer si le dispositif a réussi ou échoué le test.

Chaque signal ainsi utilisé résulte d'une mesure. La mesure est obtenue à partir d'un capteur connecté ou orienté vers l'appareil testé et décrit d'une certaine manière le comportement de l'appareil. (Notre propre système nerveux en est un bon exemple, nos organes sensoriels mesurant diverses caractéristiques de notre environnement et transmettant des signaux au cerveau pour analyse et action.)

La variété des capteurs utilisés pour effectuer des mesures d'ingénierie indique le large éventail de phénomènes qui peuvent produire des signaux avec des informations environnementales, à des fins de test :

Type de capteur	Paramètre environnemental mesuré
Microphone	Bruit acoustique dans l'air ; discours; la musique
Hydrophone	Bruit acoustique dans l'eau
Géophone	Bruit acoustique dans la terre ; perturbations sismiques
Thermocouple	Température
Débitmètre	L'écoulement d'un fluide
Compteur de pression	Pression de fluide hydrostatique ou dynamique
Accéléromètre	Accélération mécanique, vitesse, déplacement (en mouvement)
Jauge de contrainte	Déformation ou tension mécanique (statique)
EEG, ECG, pouls	Données biomédicales

Chacun de ces capteurs est un type de transducteur qui réagit à un phénomène physique dans l'environnement et produit une tension variable dans le temps qui représente l'amplitude changeante de la quantité mesurée. Certaines situations ou tests sont décrits de manière adéquate par un seul signal provenant de l'appareil testé. D'autres tests nécessitent des signaux provenant de plusieurs points de mesure pour obtenir une description complète de l'état physique de l'appareil. Pour un essai de vibration en vol ou au sol d'un aéronef ou d'un missile, des capteurs peuvent être nécessaires en un très grand nombre de points de la structure.

Dans les essais de vibration, le accéléromètre est le capteur utilisé pour mesurer la quantité de accélération présent, au point où l'accéléromètre est monté sur l'appareil testé. A partir des informations d'accélération, une intégration numérique est utilisée pour calculer la rapidité et déplacement à ce point sur l'appareil. L'accéléromètre le plus simple mesure l'accélération dans une seule direction, ou axe; cependant, des accéléromètres à deux et trois axes sont disponibles qui fournissent deux ou trois signaux indépendants, dont chacun mesure l'accélération à ce point dans une direction particulière.

Les accéléromètres sont également disponibles dans une gamme de tailles, poids et coûts. Il est souhaitable d'utiliser un accéléromètre aussi petit et léger que possible. Cela est particulièrement vrai pour les appareils qui sont eux-mêmes de petite taille (avec des zones limitées sur lesquelles monter un accéléromètre) et de faible poids. Un accéléromètre qui pèse un pourcentage significatif du poids de l'appareil fausserait la réponse mécanique de l'appareil et invaliderait ainsi le test de vibration.

C'est le travail de l'ingénieur de test de sélectionner le nombre et l'emplacement des points de test (montage) de l'accéléromètre sur un appareil testé, et de choisir les accéléromètres appropriés pour chaque point de montage. L'objectif est de sélectionner le nombre minimum de points/accéléromètres qui donneront suffisamment d'informations sur les vibrations pour satisfaire aux exigences du test ; et pour sélectionner des points, et les accéléromètres correspondants, de telle sorte que lorsqu'ils sont montés, les accéléromètres ne modifient pas de manière significative les caractéristiques mécaniques du dispositif.