Essais & Mesures
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Nouveaux développements dans les actionneurs piezo : Actionneurs à longue course et électronique de puissance
19 juin 2023
Dans de nombreux cas, les actionneurs piézoélectriques atteignent des limites en termes de déplacement maximal et de fréquence de cycle. La plupart des technologies d’actionneurs amplifiés peinent à dépasser le millimètre de course. En outre, certaines applications en boucle fermée exigent une mesure de la course intégrée à l’actionneur. Alors que peu d’amplificateurs sur le marché peuvent offrir un courant de 20 ampères sur quelques 100 ms, le développement d’unités d’alimentation à haute puissance se fait parallèlement à l’amélioration des actionneurs. Cependant, l’introduction d’alimentations à haute puissance pose le problème de l’auto-échauffement de la céramique piézoélectrique. Enfin, les conditions environnementales extrêmes en termes de rigueur et de températures élevées doivent être prises en compte afin d’ouvrir ces marchés aux actionneurs piezo. Cedrat Technologies a beaucoup étudié les solutions permettant de surmonter tous ces inconvénients et ces solutions sont présentées ici.
présentées ici.
Transducteur piézo-composite pour la sélectivité de mode et de direction des ondes de Lamb
19 juin 2023
Les applications SHM (Structural Health Monitoring) basées sur les ultrasons reposent généralement sur l’utilisation de patchs piézoéléctriques pour émettre et recevoir des ondes ultrasonores. L’objectif est d’étudier la propagation des ondes à travers une structure afin d’évaluer son intégrité structurelle. En raison du nombre élevé d’échos et des modes de propagation possibles des ondes à l’intérieur de la structure, ces applications souffrent de la lourdeur du traitement des signaux. Cet article présente un patch piézoélectrique composite qui a été conçu et testé avec succès pour réduire la complexité des schémas de détection SHM en sélectionnant le mode et la direction des ondes Lamb reçues. Le composite piézoélectrique est composé d’une rangée de huit piliers céramiques indépendants séparés par un polymère, ce qui en fait une matrice 1-D de patchs piézoélectriques indépendants. Utilisé avec une électronique et un traitement des signaux adéquats, il a été démontré qu’il permettait de sélectionner la direction et le mode des ondes Lamb.
Robustesse des techniques SHM basées sur les ondes de Lamb
19 juin 2023
Les améliorations nécessaires à l’actionnement des éléments piézoélectriques et à l’efficacité et à la robustesse du système de mesure sont présentées comme une caractéristique essentielle pour les applications de surveillance de l’état des structures (SHM). Un module électronique (système de détection des ondes Lamb : LWDS) permettant d’utiliser chaque élément piézoélectrique d’un réseau soit en mode émission, soit en mode réception, est présenté. Le taux de commutation élevé entre ces deux états, pour chaque transducteur séparément, est une amélioration clé pour les méthodes SHM. La robustesse de l’intégration du capteur est également étudiée en tenant compte de la taille des patchs et de la méthode de collage. La courbe de dispersion couplée est introduite. La comparaison de la simulation FEM et des expériences du couplage piézoéléctrique est présentée. Ce travail fait partie du projet H2020 REMAP sur la planification adaptative de la maintenance des aéronefs.
Capteurs de couple sans contact basés sur la mesure de la torsion de l’arbre, compatibles avec les arbres existants
19 juin 2023
La mesure du couple est généralement effectuée à l’aide de jauges de contrainte collées sur un arbre. Le principal problème de cette mesure est dû au fait que ces jauges sont également rotatives et que l’intégration de l’électronique sur des pièces rotatives est incontestablement un point de blocage.
Essai d’un actionneur piézoélectrique amplifié dans une combinaison de vibrations et d’accélérations
19 juin 2023
Les Sandia National Laboratories ont déjà testé leur capacité à imposer une charge vibratoire radiale de 7,5 g-rms (30 g en crête) jusqu’à 2 kHz sur un objet de 25 livres avec une accélération superposée de 50 g dans leur installation de centrifugation. Pour ce faire, un agitateur mécanique Unholtz-Dickie de 3 000 livres a été fixé à l’extrémité du bras de la centrifugeuse pour créer une “Vibrafuge”. Cependant, la combinaison de directions de vibration non radiales et d’accélérations linéaires supérieures à 50 g n’est actuellement pas possible en raison des capacités de charge de l’agitateur et des contraintes exercées sur les composants internes de l’agitateur par l’accélération combinée de la centrifugeuse.
Amélioration de la détection des ondes de Lamb pour le SHM à l’aide d’une électronique LWDS dédiée
19 juin 2023
Dans le contexte de la maintenance conditionnelle (CBM) des aéronefs, la surveillance de l’état des structures (SHM) est l’un des principaux domaines de recherche. La détection et la localisation des dommages dans une structure exigent la fiabilité de l’équipement et la répétabilité des mesures et du processus. Un dispositif électronique appelé Lamb Wave Detection System (LWDS) a été développé et fabriqué pour gérer des patchs piézo-électriques en mode émission ou réception avec un taux de commutation élevé. En outre, l’intégration des patchs piézoélectriques est un autre aspect crucial de la fiabilité. Plusieurs méthodes comme la modélisation et les courbes de dispersion permettent de définir la gamme de fréquence des ondes de Lamb afin d’optimiser le couplage piézo-électrique. Ce travail, qui s’inscrit dans le cadre du projet H2020 ReMAP sur la planification adaptative de la maintenance des aéronefs, est présenté dans l’article.