Qu'est-ce que la sensibilité d'un capteur ?

La sensibilité d'un capteur est le rapport entre le signal électrique de sortie et le signal mécanique d'entrée. Pour les accéléromètres, elle est généralement exprimée en mV/g (par exemple, 100 mV/g). Pour les capteurs de vitesse, elle est exprimée en mV/(mm/s) ou mV/(in/s). Une sensibilité plus élevée se traduit par un signal de sortie plus important pour un même niveau de vibration.

Comment choisir la bonne sensibilité ?

Une sensibilité plus élevée (par exemple, 500 mV/g) offre un meilleur rapport signal/bruit pour les vibrations de faible amplitude, mais limite le niveau maximal mesurable. Une sensibilité plus faible (par exemple, 10 mV/g) est nécessaire pour les mesures de fortes accélérations. Il convient d'adapter la sensibilité aux niveaux de vibration attendus et à la plage d'entrée du système d'acquisition de données.

Quelle est la plage dynamique d'un capteur ?

La plage dynamique est le rapport entre le signal maximal mesurable et le bruit de fond, généralement exprimé en dB. Pour les capteurs IEPE, la sortie maximale est typiquement de ±5 V crête. Plage dynamique = 20 × log10(Vmax/Vbruit).

Qu'est-ce que l'alimentation du capteur IEPE (ICP) ?

Les capteurs IEPE (Integrated Electronics Piezo-Electric) nécessitent une excitation par courant constant (généralement de 2 à 20 mA) sous une tension de polarisation continue de 18 à 30 V. Le signal de vibration alternatif se superpose à la tension de polarisation continue. ICP est une marque déposée de PCB Piezotronics pour la technologie IEPE.

Puis-je utiliser un diviseur de tension pour adapter la sortie du capteur à mon système d'acquisition de données ?

Oui, mais cela réduit le rapport signal/bruit. Il existe de meilleures solutions : utiliser un capteur de sensibilité appropriée, ajuster la plage d’entrée du système d’acquisition de données ou utiliser un conditionneur de signal à gain programmable.

Outil d'ingénierie gratuit — #017

Calculateur de sensibilité des capteurs de vibrations

Calculer la tension du signal de sortie du capteur à partir de sa sensibilité et du niveau de vibration. Déterminer la plage dynamique et l'amplitude maximale mesurable des accéléromètres et des capteurs de vitesse IEPE.

AccéléromètreCapteur de vitessemV/g · mV/(mm/s)

Résultats

Tension du signal de sortie

—

Niveau maximal mesurable

—

Sortie en % de pleine échelle

—

Plage dynamique

—

Niveau du signal (dBV)

—

Tension du signal de sortie

Niveau maximal mesurable

Types de capteurs courants

Type	Sensibilité typique	Gamme	Gamme de fréquences
Accéléromètre IEPE général	100 mV/g	±50 g	0,5–10 kHz
Accéléromètre basse fréquence	500 à 1 000 mV/g	±5 g	0,1–1 kHz
Accélération de choc	1-10 mV/g	±500 à 5 000 g	1 à 20 kHz
Capteur de vitesse	4-20 mV/(mm/s)	0,1–100 mm/s	1-1 kHz

Exemple — Accéléromètre standard

Compte tenu de ce qui précède : Sensibilité = 100 mV/g, Vibration = 5 g crête, Sortie max. = 5 V crête

V_sortie = 100 × 5 / 1 000 = 0,500 V crête

Niveau max = 5 000 / 100 = pic de 50 g

Résultat = 0,5 / 5 × 100 = 10% de pleine échelle

⚠️ Remarque : Le dépassement de la tension de sortie maximale écrête le signal, provoquant une distorsion. Vérifiez toujours que les niveaux de vibration attendus restent dans la plage de mesure du capteur.