MESURE DE VIBRATIONS
Matériaux piézoélectriques et température
Tous les matériaux piézoélectriques dépendent de la température de sorte que tout changement de la température ambiante entraînera un changement de la sensibilité de l'accéléromètre.
températures, la céramique piézoélectrique commencera à se dépolariser de sorte que la sensibilité sera altérée de façon permanente. Un tel accéléromètre peut encore être utilisé après étalonnage si la dépolarisation n'est pas trop sévère. Pour des températures allant de -196°C à 482°C, des accéléromètres avec des matériaux piézoélectriques spéciaux sont disponibles.
Pour cette raison, tous les accéléromètres B&K sont livrés avec une courbe de sensibilité en fonction de la température typique afin que les niveaux mesurés puissent être corrigés du changement de sensibilité de l'accéléromètre lors de mesures à des températures nettement supérieures ou inférieures à 20 °C.
Les accéléromètres piézoélectriques présentent également une sortie variable lorsqu'ils sont soumis à de petites fluctuations de température, appelées transitoires de température, dans l'environnement de mesure. Ceci n'est normalement un problème que lorsque les vibrations à très faible niveau ou à basse fréquence sont mesurées. Les accéléromètres modernes à cisaillement ont une très faible sensibilité aux transitoires de température, tandis que les types à compression peuvent avoir des niveaux de sortie 100 fois plus élevés.
Lorsque les accéléromètres doivent être fixés sur des surfaces dont la température est supérieure à 250 °C, un dissipateur thermique et une rondelle en mica peuvent être insérés entre la base et la surface de mesure. Avec des températures de surface de 350 à 400°C, la base de l'accéléromètre peut être maintenue en dessous de 250°C par cette méthode. Un flux d'air de refroidissement peut également être efficace.
Bruit de câble d'accéléromètre
Étant donné que les accéléromètres piézoélectriques ont une impédance de sortie élevée, des problèmes peuvent parfois survenir avec les signaux de bruit induits dans le câble de connexion. Ces perturbations peuvent résulter de boucles de masse, de bruit triboélectrique ou de bruit électromagnétique.
EN SAVOIR PLUSCÂBLES D'ACCÉLÉROMÈTRE
Boucle de terre
Des courants circulent parfois dans le blindage des câbles d'accéléromètre car l'accéléromètre et l'équipement de mesure sont mis à la terre séparément. La boucle de masse peut être interrompue en isolant électriquement la base de l'accéléromètre de la surface de montage à l'aide d'un goujon isolant et d'une rondelle en mica ou d'adaptateurs d'isolation. Dans les instruments modernes, des entrées dites flottantes peuvent être utilisées si les tensions ne sont pas trop élevées.
Bruit triboélectrique
Le bruit triboélectrique est souvent induit dans le câble de l'accéléromètre par le mouvement mécanique du câble lui-même. Il provient des changements de capacité et de charge locaux dus à la flexion, à la compression et à la tension dynamiques des couches de matériaux constituant le câble. Ce problème est évité en utilisant un câble d'accéléromètre graphité approprié et en le fixant ou en le collant aussi près que possible de l'accéléromètre. Pour les accéléromètres de type CCLD, ce n'est normalement pas un problème majeur.
Bruit électromagnétique
Le bruit des interférences électromagnétiques est induit dans le câble de l'accéléromètre lorsqu'il se trouve à proximité de machines en marche. Un câble à double blindage est efficace à cet égard, mais dans les cas complexes, un accéléromètre à sortie symétrique et un préamplificateur différentiel doivent être utilisés.
Facteurs environnementaux affectant les accéléromètres
Contraintes de base
Lorsqu'un accéléromètre est monté sur une surface qui subit des variations de contrainte, un signal de sortie sera généré en raison de la contrainte transmise à l'élément de détection. Les accéléromètres sont conçus avec des bases épaisses et rigides pour minimiser cet effet : Les types DeltaShear® ont une sensibilité à la déformation de base particulièrement faible car l'élément de détection est monté sur un pivot central et non directement sur la base de l'accéléromètre.
Radiation nucléaire
La plupart des accéléromètres B&K (NON CCLD) peuvent être utilisés sous des doses de rayonnement gamma de 100 Gy/h (10kRad/h) jusqu'à des doses cumulées de 20 kGy (2 MRad) sans changement significatif de leurs caractéristiques. Certains accéléromètres peuvent être utilisés sous fort rayonnement avec des doses cumulées supérieures à 1 MGy (100 MRad).
Champs magnétiques
La sensibilité magnétique des accéléromètres piézoélectriques est très faible, normalement inférieure à 0,1 à 2,5 m/s 2 par T (0,01 à 0,25 m/s 2 par kgauss) dans l'orientation la moins favorable de l'accéléromètre dans le champ magnétique.
Humidité
Les accéléromètres B&K sont scellés, soit par collage époxy, soit par soudage pour garantir un fonctionnement fiable dans des environnements humides. Pour une utilisation de courte durée dans des liquides, ou lorsqu'une forte condensation est probable, des câbles d'accéléromètre scellés en téflon sont recommandés. Le connecteur de l'accéléromètre doit également être scellé avec un caoutchouc de silicone ou un mastic de vulcanisation sans acide à température ambiante. Les accéléromètres industriels avec câbles intégrés sont utilisables en permanence dans des zones humides ou exposées à l’eau.
Substances corrosives
Les matériaux utilisés dans la construction de tous les accéléromètres Brüel & Kjær ont une résistance élevée à la plupart des agents corrosifs rencontrés dans l'industrie. Les principaux composants sont le titane et l'acier inoxydable.
Bruit acoustique
Les niveaux de bruit présents dans les machines ne sont normalement pas suffisamment élevés pour provoquer une erreur significative dans les mesures de vibration. En principe, la vibration induite acoustiquement dans la structure sur laquelle l'accéléromètre est monté est bien supérieure à l'excitation par voie aérienne.
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Vibrations transversales
Les accéléromètres piézoélectriques sont sensibles aux vibrations agissant dans des directions autres que coïncidant avec leur axe principal. Dans le plan transversal, perpendiculaire à l'axe principal, la sensibilité est inférieure à 3 à 5% de la sensibilité de l'axe principal (typiquement < 2%). Comme la fréquence de résonance transversale se situe normalement à environ un tiers de la fréquence de résonance de l'axe principal, elle doit être prise en compte lorsque des niveaux élevés de vibration transversale sont présents.
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