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comment un accelero peut il mesurer G



  1. #1
    ABN84

    comment un accelero peut il mesurer G

    Bonjour,
    j'ai remaqué recemment que certains "inclinometres" sont en realité des accelero 3 axes qui en mesurant la projection de G sur les trois axes peuvent deduire l'inclinaison.
    je me pose donc la question: comment ça se fait qu'un accelerometre mesure G? car lors de sa fabrication l'accelerometre subit G donc au repos il ne devrait pas etre en mesure de le mesurer. c'est au cas ou il serait fabriqué à 0G qu'il pourrait mesurer G au repos.
    merci

    -----

    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

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  3. #2
    louloute/Qc

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Grave question en vérité! On raconte même qu’il y a des thermomètres qui mesurent les degrés Kelvin sans avoir été construits au zéro absolu.

    Étrange!
    男人不坏,女人不爱

  4. #3
    verdifre

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    bonjour,
    un accelerometre , c'est courament une masse d'epreuve montée sur un ressort. pour mesurer l'acceleration on mesure la deformation du ressort
    plus precisément le ressort est composé d'une lame qui n' a un faible moment d'inertie que selon un axe ( cela permet à l'accelerometre de mesurer l'acceleration que dans une direction)
    pour mesurer l'acceleration totale on associe 3 accelerometres selon un triedre.
    si on tient à regler le 0 G il suffit d'orienter l'accelerometre (composé de 3 accelerometres mono axe) pour mettre successivement chaque axe dans une direction ou il y a 0 G cela te permet de caler le 0
    aprés tu le place dans une direction ou l'accelerometre est soumis à 1 G cela te permet de regler le gain
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  5. #4
    FC05

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par louloute/Qc Voir le message
    Grave question en vérité! On raconte même qu’il y a des thermomètres qui mesurent les degrés Kelvin sans avoir été construits au zéro absolu.

    Étrange!
    [mode CHIEUR ON]
    Les "degrés Kelvin", ça n'existe plus depuis 40 ans !
    En plus, pour l'unité de température on met kelvin (sans majuscule) et on réserve la majuscule à l'illustre personnage.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/William_Thomson
    [mode CHIEUR OFF]
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  6. #5
    polo974

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par verdifre Voir le message
    ...
    si on tient à regler le 0 G il suffit d'orienter l'accelerometre (composé de 3 accelerometres mono axe) pour mettre successivement chaque axe dans une direction ou il y a 0 G cela te permet de caler le 0
    aprés tu le place dans une direction ou l'accelerometre est soumis à 1 G cela te permet de regler le gain
    fred
    Et si on ne connait pas les axes du bidule, on positionne pour maximiser sur un axe, on prend la mesure, on positionne pour minimiser sur le même axe. On obtient donc pour cet axe:
    • La direction physique de cet axe (par rapport à la verticale locale qu'on peut facilement obtenir avec un fil à plomb)
    • La valeur moyenne correspondant à 0G.
    • Le delta correspondant à 2G.
    Puis on passe aux axes suivants...

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    donc pour vous tout se ramène à une histoire étalonnage
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

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  10. #7
    verdifre

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    bonjour
    etalonnage oui , mais cela depend de la conception de l'accelerometre
    sur terre , si tu fait un accelerometre qui n'est sensible que sur un axe il n'et pas trés compliqué de mesurer l'acceleration selon deux axes differents et d'en deduire deux points de mesure , aprés cela depend aussi de la modelisation de l'accelerometre.

    bref cela n'est pas insurmontable, donc on mesure une accélération verticale et une accélération horizontale pour connaitre les points 1g et 0g
    pour que cela marche, il faut que le principe de mesure permette une bonne rejection des accelerations qui ne sont pas dans l'axe de mesure.
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  11. #8
    polo974

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par einstein Voir le message
    donc pour vous tout se ramène à une histoire étalonnage
    Eh oui, en électronique, on travaille avec des trucs parfois à pire que +/-30%, et on fait avec...

    Etalonnage à 0G ? comment savoir qu'on est dans l'axe
    Etalonnage à +/- 1G => on est dans l'axe à la valeur maxi/mini

  12. #9
    PIXEL

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par FC05 Voir le message
    [mode CHIEUR ON]
    Les "degrés Kelvin", ça n'existe plus depuis 40 ans !
    [mode CHIEUR OFF]
    (mode surchieur ON)

    et on dit quoi alors ?

    (mode surchieur OFF)


  13. #10
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Kelvin tout court, pas de °
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  14. #11
    FC05

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Pas exactement, kelvin, sans majuscule ... mais K pour l'abréviation.
    Ceci dit comme tu l'as mis en début de phrase, c'est sans doute juste, car là il faut une majuscule.

    PS : ceux qui n'ont pas compris, vous avez droit à une aspirine.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  15. #12
    louloute/Qc

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    @Fco5 (ou à l’attention de FC05)

    Il me semble qu’il reste quelques maniaques de D/degré ˚K K/kelvin (barrer la(les) mention(s) inutile(s)) en thermodynamique…

    Mais ce doivent être de vieux ronchons!

    Cordialement
    男人不坏,女人不爱

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  17. #13
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    je reviens au principe de l'inclinometre:
    pour que la mesure soit juste, il faut que les acceleration de l'objet soit negligeable face à G, ce qui n'est pas toujours assuré. comment fait on alors?
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  18. #14
    invité576543
    Invité

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par louloute/Qc Voir le message
    @Fco5 (ou à l’attention de FC05)

    Il me semble qu’il reste quelques maniaques de D/degré ˚K K/kelvin (barrer la(les) mention(s) inutile(s)) en thermodynamique…

    Mais ce doivent être de vieux ronchons!
    Les règles font partie du SI.

    On dit deux kelvins (2 K) comme on dit deux joules (2 J), deux newtons (2 N), deux ampères (2 A), deux coulombs (2 C), 3 pascals (3 Pa), ...

    Un seul schéma, imposé par le SI; pas trop dur!!

    Cordialement,

  19. #15
    verdifre

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    bonjour,
    je reviens au principe de l'inclinometre:
    pour que la mesure soit juste, il faut que les acceleration de l'objet soit negligeable face à G, ce qui n'est pas toujours assuré. comment fait on alors?
    je ne comprend pas bien comment tu deduit cela ?
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

  20. #16
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    le principe de l'inclinometre: mesurer les composantes de G sur les 3 axes de l'accelerometre et en deduire l'inclinaison. ça marche dans le cas ou la seule acceleration mesurée c'est G. si je bouge mon accelero avec des accelerations non negligeables il mesurera G et son acceleration propre dont ce qu'on retrouve sur les axes ce n'est plus la projection de G uniquement
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  21. #17
    FC05

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Exactement
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  22. #18
    verdifre

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    bonjour,
    oui il mesurera l'inclinaison par rapport à la verticale locale, comme l'instrument qui s'appelle une "bille" en aviation qui en ligne droite te donne la verticale et en virage t'indique la verticale apparente (utile pour regler la symetrie du vol)
    si tu veux un inclinometre independant du mouvement du mobile qui l'enmenne, il te faut une plate forme gyroscopique ( ou un horizon artificiel)
    tout depend du repere dans le quel tu veux travailler
    fred
    On ne vient pas de nulle part et il serait souhaitable qu'on n'aille pas n'importe où !

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  24. #19
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    non mais ça se fait. y a bien des systemes qui utilisent des accelero pour mesurer l'orientation meme en mouvement et je me demande comment.

    PS: meme si etymologiquement le gyroscope est un instruments de mesure d'orientation, ce qu'on appelle communement gyroscopes mesurent la vitesse angulaire pas l'orientation ce qui normalement devrait s'appeler gyrometre pas gyroscope.
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  25. #20
    louloute/Qc

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Désolé Einstein si j’ai pu paraître ‘baveux’ dans mon premier post, je ne suis pas toujours comme ça.

    Il y a une dizaine d’années, un petit malin a voulu allumer une petite lumière dans le coffre des voitures quand celui-ci était ouvert. Le moyen simple qui a été trouvé alors fût le contact mercure : une petite ampoule avec du mercure dedans, métal liquide conducteur, permettait de voir par son inclinaison si le coffre était ouvert et pouvait allumer l’ampoule. Entre temps on a découvert que le mercure est un épouvantable poison et qu’avec le rythme auquel on envoie à la scrap nos voitures, l’univers risquait fort de devenir un long fleuve tranquille… de mercure.

    Holà! Ont alors crié les verts, producteurs de fromage de brebis du Larzac et confrères.

    Comme il n’était pas question de renoncer à la lumière si utile à ramasser les provisions du samedi, les gnégnénieurs se sont penchés sur leur règle à calcul (y’en reste-t-il un qui sache encore s’en servir?) et ont accouché de l’ampoule à mercure sans mercure. Deux armatures de condensateurs avec au milieu une armature mobile avec un ressort, le tout petit-petit, bien sûr. Si on fabrique deux impulsions à partir de ces deux capas, et qu’on fait la différence de leur durée, on obtient avec une bonne précision la mesure ‘de combien le ressort amène l’armature centrale est plus proche d’une armature que de l’autre’. Comme la position de cette armature centrale dépend de l’inclinaison du biniou, on peut lors de la fabrication introduire par hard ou par soft les compensations pour qu’à l’horizontale, le biniou mesure zéro gravité, vers le bas 1g (9,81m/s² à Paris, pavillon de Breteuil, juste à côté du mètre étalon en platine rhodié) et à l’inverse -1g.

    Ces capteurs ne sont pas des foudres de vitesse, ils peuvent mesurer des variations d’accélération que jusqu’à quelques centaines de Hz ou quelques kHz; cependant, comme de nombreux fabricants en produisent, un autre gros vendeur s’est emparé de la technologie pour résoudre un autre problème : si tu laisse tomber ton ‘portable’ (ordinateur portatif-laptop) il y a des solides chances que tu massacres ton disque dur avec toutes les données écrites dessus. En plantant un petit accéléromètre dans ton laptop, tant qu’il mesure de gentilles variations autour de 1g, il te laisse jouer avec le disque dur, s’il détecte un passage par 0 gravité, il en déduit qu’il est en train de tomber de tes genoux vers le plancher fatal à son disque dur. Instantanément il va réagir et ‘parquer’ les capteurs du disque dur.

    Donc en gros, si l’accéléromètre de ma minoune (guimbarde en québécois) risque d’allumer l’ampoule de mon coffre si je freine pour ne pas écraser un minou (chat mâle), même si c’était inutile, je lui pardonne; pour mon laptop, je suis heureux qu’il me sauve le disque dur; j’ai vu des souris d’ordinateur qu’on tient en main et qui (je crois) réagissent à l’aide d’accéléromètres aux mouvements de ma main; pour le reste, je pense que l’industrie aéronautique pourrait profiter de ces capteurs les indicateurs de virage.

    J’envisage de m’en servir pour mesurer le choc subi par un arc lors de la décoche; déduisant de ses variations la fréquence principale produite et l’absorption qu’en fait les bidules qu’on ajoute à l’arc (stabilisateurs).

    Comme je ne sais pas trop ce que tu veux en faire, je ne sais pas trop s’ils peuvent t’aider. À priori un accéléromètre ne peut se transformer un gyroscope. L’accélération est physiquement la dérivée seconde de la position, les deux constantes qui apparaissent aux deux intégrations mènent à un taux d’erreur trop important.
    男人不坏,女人不爱

  26. #21
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Il ne s'agit pas de transformer un accelerometre en gyroscope vu qu'un gyroscope, d'apres sa definition actuelle, mesure la fitesse angulaire.
    Ce que je cherche à comprendre c'est comment isoler la mesure de G de la mesure des autres accelerations.
    J'ai pensé à un truc: vue que la mesure de G ou pas n'est qu'une question d'etalonage, je vois une solution: etalloner un accelero pour pouvoir mesurer G et un autre pour ne pas le mesure. la difference entre les deux c'est G. mais je suis pas tres convaincu
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  27. #22
    FC05

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par louloute/Qc Voir le message
    Comme je ne sais pas trop ce que tu veux en faire, je ne sais pas trop s’ils peuvent t’aider. À priori un accéléromètre ne peut se transformer un gyroscope. L’accélération est physiquement la dérivée seconde de la position, les deux constantes qui apparaissent aux deux intégrations mènent à un taux d’erreur trop important.
    Je vais parler de gyro ... en disant que c'est le truc qui permet d'avoir ton orientation. J'avais l'habitude de finir par -scope mais bon.

    Donc effectivement, en définissant une vitesse initiale et une position initiale on peut par intégration avoir la vitesse et la position.
    Au bout d'un certain temps il y aura une dérive, mais si ce n'est pas trop long, ça fonctionne. cf une console de jeux qui commence par W et fini par i.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  28. #23
    FC05

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par einstein Voir le message
    Il ne s'agit pas de transformer un accelerometre en gyroscope vu qu'un gyroscope, d'apres sa definition actuelle, mesure la fitesse angulaire.
    Ce que je cherche à comprendre c'est comment isoler la mesure de G de la mesure des autres accelerations.
    J'ai pensé à un truc: vue que la mesure de G ou pas n'est qu'une question d'etalonage, je vois une solution: etalloner un accelero pour pouvoir mesurer G et un autre pour ne pas le mesure. la difference entre les deux c'est G. mais je suis pas tres convaincu
    Ca ne fonctionnera pas, tu ne peux pas isoler g par la seule force de ta volonté.
    "La réalité c'est ce qui reste quand on refuse d'y croire" P.K. Dick

  29. #24
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    cf une console de jeux qui commence par W et fini par i.
    Justement la Wii n'utilise pas un gyro mais un accelerometre
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

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  31. #25
    ABN84

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Ca ne fonctionnera pas,
    j'y croyais pas trop non plus
    "Engineering is the art of making what you want from what you get"

  32. #26
    maclag

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    FC05: Comme le dit einstein, effectivement, la Wii utilise un accéléromètre 3 axes. Celui-ci ne sert qu'à la détection de mouvement rapide et de "l'attitude" (tête en haut, en bas, etc.).
    La position, latérale uniquement (on ne sait pas si on est en haut ou en bas), est donnée par un système de diodes infrarouges et d'un capteur.

    ---------

    einstein: Pourrais-tu préciser ce que tu veux faire exactement?
    Un accéléromètre ne peut pas différencier simplement une accélération et la gravité, pour la simple et bonne raison que la gravité est une force d'accélération comme n'importe quelle autre.
    Par contre, suivant les cas de figure, on peut vivre avec facilement ou pas:
    - Accélération dans le plan du sol: G étant verticale, aucune perturbation à en attendre.
    - Accélération dans n'importe quelle direction mais l'objet en mouvement ne change pas d'attitude (0 rotation): alors tu as 1g vers le bas en permanence, il est bien facile de le soustraire aux mesures!

    -----------

    Et enfin, petite digression pour répondre à ta question initiale de l'accéléromètre qui est fabriqué sous 1g:
    Pour les micro-accéléromètres (MEMS, ceux qu'on trouve dans la Wii, dans l'iPhone, etc.), ils sont fabriqués dans du Silicium. La dernière étape de la fabrication, appelée libération, consiste à éliminer la matière qui entoure la masse-épreuve (celle dont on mesure le mouvement, lui-même imposé par l'accélération).
    On peut donc dire qu'au moment de la libération, la masse-épreuve va se déplacer suivant G. Ca ne pose absolument aucun problème, puisque c'est bien ce qu'on veut qu'elle fasse!

    Dans les usines de micro-accéléromètres, après la fabrication, on passe à l'étalonnage (je simplifie pas mal hein!). Celui-ci se fait la très grande majorité du temps en positionnant la masse-épreuve suivant +1g, -1g le tout pour chaque axe. On en déduit la sensibilité (valeur de sortie/1g): et l'offset (sortie quand l'accélération est nulle): . Le circuit électronique est alors réglé pour ajuster la sensibilité et compenser l'offset.
    Tu peux faire le calcul, c'est beaucoup plus précis que de mesurer la sortie en mettant l'axe "à plat" (0g). A plat, une erreur d'angle de quelques degrés va avoir des conséquences, en +1g/-1g, une erreur de quelques degrés a un impact très minime.

    Voilà, j'espère que c'est plus clair pour toi!

  33. #27
    polo974

    Re : comment un accelero peut il mesurer G

    Citation Envoyé par maclag Voir le message
    ...
    Dans les usines de micro-accéléromètres, après la fabrication, on passe à l'étalonnage (je simplifie pas mal hein!). Celui-ci se fait la très grande majorité du temps en positionnant la masse-épreuve suivant +1g, -1g le tout pour chaque axe. On en déduit la sensibilité (valeur de sortie/1g): et l'offset (sortie quand l'accélération est nulle): . Le circuit électronique est alors réglé pour ajuster la sensibilité et compenser l'offset.
    Tu peux faire le calcul, c'est beaucoup plus précis que de mesurer la sortie en mettant l'axe "à plat" (0g). A plat, une erreur d'angle de quelques degrés va avoir des conséquences, en +1g/-1g, une erreur de quelques degrés a un impact très minime.

    Voilà, j'espère que c'est plus clair pour toi!
    Merci de le redire pour la calibration à +/-1g, ça n'avait pas l'air d'être passé... (cf message 5).

    Pour le reste (comment savoir si on bouge ou pas):
    • soit le mouvement est suffisamment brownien (pas d'accélération continue dans le repère local), et il 'suffit' de filtrer pour ne garder que les composantes continues (ou quasi), mais la réponse vient avec un sacré temps de retard.
    • soit on dispose de gyro et on peut en déduire une accélération découlant de la rotation (avec les erreurs en découlant), et il reste l'accélération linéaire, mais celle-ci ne peut pas durer éternellement (filtrage (et retard)).
    • soit on dispose d'autres repères (points de références pouvant être acquis par un quelconque moyen (ex: gps))
    • soit enfin, détection de mouvement (pas juste la présence, mais toute la matrice) par (par ex) 3 caméras (une par axe)...
    Bref, pas cool, mais on peu simplifier dès que les mouvements sont limités à certains domaines ou que la précision de mesure n'est pas trop grande.

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