L' accéléromètre à quartz et l'accéléromètre à faisceau vibrant à quartz partagent certaines similitudes dans leurs principes de fonctionnement, mais ils diffèrent fondamentalement par leur structure et leurs méthodes de mesure. Les deux sont basés sur des capteurs en quartz, mais leurs conceptions et leurs domaines d’application sont distincts.
Accéléromètre à quartz
Comme mentionné précédemment, l' accéléromètre de quartz utilise principalement l' effet piézoélectrique pour mesurer l'accélération. Lorsqu'un cristal de quartz est soumis à une accélération ou à une force, il subit une légère déformation, générant une charge électrique. Ces variations de charge sont utilisées pour mesurer l'ampleur et la direction de l'accélération.
Principe de fonctionnement de base :
- Lorsqu'un objet accélère, la structure interne, qui comprend un ressort et un bloc de masse, déplace. Ce déplacement est détecté par le capteur piézoélectrique attaché au matériau de quartz. La réponse à la charge du cristal de quartz est convertie en un signal d'accélération.
- Ces signaux sont ensuite traités et convertis en sorties utilisables (généralement des signaux de tension ou de courant).
Accéléromètre de faisceau vibrant en quartz
L' accéléromètre à faisceau vibrant du quartz est conçu sur la base du principe du faisceau vibrant . Il utilise généralement un faisceau vibrant du matériau de quartz (généralement un petit faisceau de quartz) pour détecter l'accélération. La fréquence du faisceau vibrant change avec l'accélération, et ce changement peut être détecté par un système électronique.
Le principe de travail est illustré à la figure 1. Le circuit d'excitation applique une excitation piézoélectrique au faisceau vibrant du quartz, ce qui lui fait subir des vibrations de flexion à son point de fréquence de résonance. Le bloc de masse convertit l'accélération d'entrée externe en une force axiale agissant sur le faisceau vibrant. En combinant les caractéristiques de fréquence de force du faisceau vibrant, la fréquence de résonance est modifiée en modifiant la rigidité du faisceau. La différence de fréquence entre les deux faisceaux vibrantes est détectée pour obtenir l'amplitude et la direction de l'accélération.
Principe de fonctionnement de base :
- Poutre vibrant : l'accéléromètre contient un faisceau de quartz fixe qui vibre à une certaine fréquence. Lorsque l'accélération est appliquée à l'accéléromètre, le mouvement du faisceau modifie sa fréquence de vibration.
- Changement de fréquence : La fréquence de vibration du faisceau est proportionnelle à l'accélération appliquée. À mesure que l'accélération change, la déformation du faisceau vibrant provoque un changement dans sa fréquence de vibration, qui est détectée et convertie par le circuit électronique pour calculer l'accélération.
- Méthode de mesure : Les accéléromètres de faisceau vibrant en quartz offrent généralement une sensibilité et une stabilité élevées, ce qui les rend adaptés aux mesures d'accélération de haute précision.
Différences clés:
| Fonctionnalité | Accéléromètre à quartz | Accéléromètre de faisceau vibrant en quartz |
|---|---|---|
| Principe de fonctionnement | Basé sur l'effet piézoélectrique des cristaux de quartz, détectant la variation de charge | En fonction du principe du faisceau vibrant, détectant les changements de fréquence |
| Élément de détection | Crystal de quartz (en utilisant l'effet piézoélectrique) | Poutre de quartz (principe du faisceau vibrant) |
| Signal de sortie | Variation de charge (convertie en signal électrique) | Variation de fréquence (convertie en signal d'accélération) |
| Champ de candidature | Généralement utilisé pour une mesure de haute précision et à basse fréquence | Plus adapté aux mesures de haute précision, de gamme dynamique large et sensible à la fréquence |
| Stabilité | Excellente stabilité de la température et résistance aux interférences | Également très stable, particulièrement adapté à la mesure de petites variations |
Résumé:
- L' accéléromètre de quartz repose principalement sur l' effet piézoélectrique , détectant l'accélération en mesurant les variations de charge dans le cristal de quartz. Il convient aux mesures d'accélération générales, en particulier dans les gammes à basse fréquence.
- L' accéléromètre de faisceau vibrant du quartz , basé sur le principe du faisceau vibrant , calcule l'accélération en mesurant les changements de fréquence dans le faisceau de quartz. Il offre une sensibilité plus élevée et est idéal pour les applications nécessitant une plus grande précision et une large réponse en fréquence.
Bien qu'ils diffèrent en termes de principes, de structure et d'application, tous deux s'appuient sur les propriétés uniques des matériaux de quartz pour obtenir une mesure d'accélération de haute précision.
