Quelle technologie pour quel type de mesure ?

PCB Piezotronics propose trois grandes technologies pour couvrir vos essais vibratoires (du confort vibratoire au choc) & pression (de la mesure statique au blast). Chaque technologie a des atouts et des limitations spécifiques: il est ainsi important de se poser sur chaque essai pour définir quelle est la solution la plus adaptée – ou quelles sont les solutions les plus adaptées.

Les trois grandes technologies

Technologie piézoélectrique

Les capteurs piézoélectriques utilisent l’effet piezoélectrique. Un élément sensible en matériau piézoélectrique ou ferrolélectrique est utilisé, qui délivre une charge proportionnelle à la sollictation en cas de contrainte générée entre deux electrodes.

De part sa construction, le capteur piézoelectrique ne mesure pas de statique: il ne s’active que lors d’un phénomène (vibratoire ou pression selon le type de capteur)
Il est extrêmement stable en température
Les capteurs piézoelectriques modèles ICP® (Integrated Circuit Piezoelectric) intègrent un amplificateur, un filtre et un convertisseur de signal tension ou courant: l’instrumentation est ainsi facilitée.

Technologie piézorésistive

Les capteurs piézorésistifs utilisent quant à eux un élément sensible MEMS, composant en silicium micro-usiné et assemblé en pont de Wheatstone. Une contrainte déséquilibre le pont et génère ainsi un signal proportionnel à la sollicitation.

Le capteur piézorésistif mesure le statique: un accéléromètre mesurera ainsi la gravité en l’absence de phénomène autre, un capteur de pression mesurera la pression atmosphérique.
Comme il mesure ainsi autant les phénomènes haute fréquence qu’une accélération constante, le signal de sortie peut être intégré (energie, vitesse, déplacement)

Technologie capacitive

Les capteurs capacitifs utilisent également un élément sensible MEMS, intégré cette fois-ci sur un circuit électrique: une contrainte changera la distance entre deux plaques d’un condensateur, faisant varier le signal de sortie.

La flèche de la partie sensible est importante: elle permet l’implantation de butées mécaniques (protection contre le choc) et la mesure de très faibles variations.
La technologie capacitive permet un retour à la mesure du capteur après un choc extrêmement rapide: il est ainsi possible de mesurer des phénomènes de très basse fréquence dans un environnement perturbé.

Mais quel technologie, quel capteur choisir ? Déouvrez les conseils de nos experts !

Mesures de pression: bien choisir son capteur

Si le choix d’une technologie plutôt qu’une autre est évident dans nombre d’applications, les deux technologies piézoélectrique et piézorésistive peuvent convenir dans d’autres cas de figure. Nous vous proposons un certain nombre d’éléments pour vous guider dans vos choix, n’hésitez pas à contacter un expert PCB Piezotronics pour tout complément d’informations.

Notes techniques

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introduction Le « Mems » est un microsystème électromécanique – en anglais « Micro Electro Mechanical Systems » qui est fabriqué à partir de matériaux semi-conducteurs. L’intérêt de cette technologie est sa dimension microscopique, de l’ordre d’une dizaine de nanomètres qui permet une intégration dans un composant miniature. L’assemblage de silicium et composants variés associés… Découvrir
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Livres blancs

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Mise au point d’une nouvelle génération de lanceurs à combustion à l’aide de capteur de pression dynamique – Thiot ingénierie

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Mesure d’ondes de choc

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Mesures de choc: bien choisir son capteur

Lorsque l’on effectue des mesures de chocs, on peut être confronté à plusieurs risques qui vont avoir chacun des conséquences sur la mesure: phénomène de saturation du capteur, résonance de l’élément sensible, temps de réponse trop long, décalage de zéro… Pour se prémunir de ces perturbations, il est essentiel d’effectuer le bon choix en fonction de ses conditions d’essais.

Pour des chocs < 500g

Les technologies piézoélectrique à electronique intégrée, piézoélectrique en mode de charge, piézorésistive sont toutes trois applicables.

Pour des choc inférieurs à 2 000 g

un capteur piézorésistif, avec ou sans amortissement, (selon que l’on a affaire à un signal basses fréquences ou avec un contenu fréquentiel plus large), convient très bien. Un capteur piézoélectrique à sortie de charge peut être mis en oeuvre, sous réserve d’avoir la bonne fréquence de résonance.

Pour des choc supérieurs à 5 000 g

il est possible d’utiliser un capteur ICP® avec un filtre mécanique et un filtre électrique, ou alors un capteur piézorésistif, avec ou sans amortissement. Il faut toujours garder à l’esprit la question de savoir si l’on mesure l’accélération seule ou si l’on doit intégrer ensuite le signal.