Tenue aux vibrations d'un capteur de pression

[invite8f70501a]

Salut à tous,
voila j'aimerai savoir à quoi correspond la tenue en vibration d'un capteur de pression
exemple : 35g de 5Hz à 2000 Hz

pouvais vous m'expliquer?

merci
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[invite8f70501a]

personne ne peut me dire comment cela fonctionne???????????

[sitalgo]

B'jour,

Je ne suis pas spécialiste de la chose mais s'il faut donner un avis :

En supposant une vibration sinusoïdale, l'accélération a = r w² sin( wt+phi)

Dans ce cas a = w² d/2 ; avec d l'amplitude du mouvement.

Peux pas en dire plus.

[invite8f70501a]

je pose mon problème:
je dois trouver une valeur approximative de la resistance aux vibrations d'un capteur de pression mis dans un pneumatique de voiture.
Pour l'instant la seule information que je possède est que :
les fréquences vont de 1 à 10 fois la fréquence de rotation du pneu (100 km/h--> 10 à 100Hz)

Est ce quelqu'un pourrais me donner d'avantage d'information sur se sujet?

merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[linde]

Salut,

Cela signifie que pour des fréquences de 5Hz à 2000Hz le capteur peut résister à une accélération au maximum égale à 35 fois l'accélération de la pesanteur soit 35*9,81 m/s².

Cordialement

[verdifre]

bonsoir,

Cela signifie que pour des fréquences de 5Hz à 2000Hz le capteur peut résister à une accélération au maximum égale à 35 fois l'accélération de la pesanteur soit 35*9,81 m/s².

sans la specification du capteur c'est possible mais cela m'etonne un peu. Je pencherai plutot sur une plage de mesures
je ne vois pas ce qui ferait que le capteur puisse resister à 35 g à 5 hz et pas en continu. Par contre selon le principe de mesure et la realisation il est tout à fait possible que la composante continue ne puisse etre mesurée
cela impliquerai , dans le cas d'une mesure sur une roue a vitesse constante que tu ne pourra pas acceder par la mesure à la composante continue de l'acceleration ( cela reste facile a calculer)
fred

[Jeanpaul]

Un capteur de pression est composé d'une membrane dont un côté est en contact avec l'air du pneu et l'autre avec l'extérieur. Cette membrane est déformée par la pression et une jauge de contrainte mesure cette déformation.
Il y a aussi un capteur de température car quand on dit que la pression du pneu est de 2,4 bars, c'est ramenés à un pneu froid. Sous l'effet des freins notamment la température monte et donc la pression aussi. En fait on mesure le nombre de moles d'air dans le pneu.
Cette membrane subit les vibrations de la route et l'effet de la pesanteur (en haut, en bas, en haut, en bas). Cela peut la détériorer en fatigant le matériau surtout si on s'amuse à s'approcher de la résonance de la partie déformable.
L'accélération se traduit par une force et les essais ont montré que cette force pouvait aller jusqu'à 35 fois le poids de l'équipage mobile.
Pourquoi une limite en fréquence ? Du côté des hautes fréquences, il ne faut pas aller à la résonance ou alors diminuer l'accélération ; le pneu filtre d'ailleurs les hautes fréquences amenées par les chocs sur la chaussée. Du côté des basses fréquences il ne faut pas exagérer le déplacement sinon ça risque de taper à l'intérieur.
D'où les spécifications.

[verdifre]

bonsoir,
toutes mes excuses, j'étais parti un peu vite en ayant mal lu, je pensais qu'il s'agissait d'un accelerometre
fred

[invite8f70501a]

salut à tous
alors je vous pose mon problème sur l'accélération autrement
Si on a un troue de 10cm de profondeur et de 100cm de largeur et que la voiture roule à 15m/s comment peut-on trouver l'acceleration??

Cela fait trois heure que j'essaie de résoudre ce problème :s

merci d'avance

[Jeanpaul]

C'est en fait un problème de choc que tu poses. C'est donc assez compliqué car il faut faire une estimation des masses et élasticités en jeu.
Histoire de calculer un ordre de grandeur, tu pourrais modéliser la roue par une masse de l'ordre de 20 kg soutenue par un ressort de raideur k telle que la fréquence propre roue-pneu soit de l'ordre de 15 Hz.
Quand la roue tombe dans le trou, elle va plus vite que la pesanteur car la suspension la pousse vers le bas. Tu peux donc modéliser la suspension par un ressort de raideur K avec une masse de l'ordre de 300 kg au-dessus (=1/4 de véhicule). La raideur K est telle que la fréquence propre du véhicule est de l'ordre de 2 Hz.
Quand le trou arrive, peu importe la vitesse du véhicule, tu calcules le mouvement sous l'effet du ressort K tendu, ça donne la vitesse de la roue quand le pneu touche le fond. Ensuite tu peux calculer le mouvement de la roue.
Il y a un certain travail à faire.

[invite8f70501a]

je ne vois pas du tout comment faire les calculs
est ce que tu pourrais m'aider d'avantage stp??

merci d'avance

[invite8f70501a]

mais par contre je ne pense pas avoir besoin d'un ressort...
je veux juste trouver une estimation de l'acceleration

[invite8f70501a]

dsl mais en faite ton idée de ressort me semble très bonne pour résoudre, ce problème.
Je prend donc un ressort de raideur K avec un allongement d'environ 30cm, je dispose comme formule :
F=m*a et F=k*L
et ensuite???

[invite8f70501a]

je peut appliquer le PFD qui me donne
somme des forces = m*a
et après??

[invite8f70501a]

le PFD me donnairai :
k*deltaL + m*g = m*a
si je prend k=40 et m=50 j'obtient a=10m/s-2 et donc environ 1.2g mais cela est faux, ou est mon erreur?

[invite8f70501a]

personne ne peut me repondre???????

[Jeanpaul]

Tu ne donnes pas ton niveau de connaissances, je suppose que tu es nettement au-dessus du bac, alors on peut raisonner en physicien et voir des ordres de grandeur.
Déjà les raideurs : pour la suspension une masse de 300 kg avec une fréquence propre de 2 Hz, ça fait un K de 50 000.
Sous le poids de 3000 N, ce ressort (la suspension) va s'écraser de L=3000/50000 = 0,06 m
Quand le pneu passe dans le trou, le ressort se débande et son énergie 1/2 K L² va être au pire transférée en énergie cinétique de la roue, soit 1/2 m v². On trouve v de l'ordre de 2,5 m/s
Ce mouvement de la roue vers le bas va être contré par l'élasticité k du pneu.
On calcule k en disant que la roue de masse m a une fréquence propre de l'ordre de 15 Hz.
Pour un mouvement de roue du type a sin(wt), la vitesse est aw cos(wt) et l'accélération - a w² sin(wt), donc l'accélération sera de l'ordre de w.v
w vaut 2 pi .15 soit environ 100 rd/s donc l'accélération sera de l'ordre de 2,5.100 = 250 m/s², soit entre 20 et 30 g. On voit que pour un tel choc la pesanteur n'est pas importante.
Tout ça c'est des ordres de grandeur car on ne tient pas compte de l'amortisseur qui est précisément là pour atténuer ce choc (pas pour rien que ça s'appelle shock absorber !).
Au moment de ressortir du nid de poule, la situation est plus compliquée et il faut connaître la réaction du pneu à une force horizontale et surtout la raideur horizontale du train.
C'est une question très grave pour les constructeurs qui a longtemps empêché de mettre des pneus anti-crevaison qui provoquent des chocs terribles dans les trains de véhicules.

[invite8f70501a]

merci pour ton aide
mais pourquoi a tu pris une masse de 300kg??

la masse du vehicule est de environ 1.5tonnes et celle
de la roue environ 50kg???

[invite8f70501a]

a non merci j'ai compris.
Par contre je ne vois pas comment vous obtener v=2.5m/s?

[Jeanpaul]

merci pour ton aide
mais pourquoi a tu pris une masse de 300kg??

la masse du vehicule est de environ 1.5tonnes et celle
de la roue environ 50kg???

Mais parce que tu ne l'as pas dit ! J'ai pris des valeurs typiques pour une voiture particulière (1/4 par roue). Ceci dit, il faudrait connaître les valeurs des raideurs des pneus mais on ne doit pas trop s'écarter des fréquences des voitures pour 2 raisons : la fréquence de la caisse doit être compatible avec la physiologie des passagers et la fréquence de la roue doit être nettement différente de celle de la caisse.
A toi d'ajuster les calculs, sans trop d'illusions pour la précision.
D'ailleurs un point mérite d'être souligné, c'est qu'on ne peut donner une accélération sans préciser la bande passante : ça n'a pas de sens de regarder à haute fréquence où on a de très fortes accélérations.

[invite8f70501a]

j'ai juste une derniere question :
comment est ce que à partir de l'accélération qui est :
–a*w²*sin(wt) vous trouver v.w????

[Jeanpaul]

Ce sont des ordres de grandeur. Si l'amplitude vaut a, la vitesse maxi vaut a w et l'accélération maxi a w² donc l'accélération vaut w.v

[invite88745b21]

cela va depend du type et de la techno du capteur utilisé, j'ai eu une appli similaire dans mes etudes, j'avais contacté la société Sensel Measurement. Il m'avais envoyé un tableur de calcul intéréssant.
Si je le retrouve je l'envoi. Sinon contact les directement : www.sensel-measurement.com

[Jeanpaul]

merci pour ton aide
mais pourquoi a tu pris une masse de 300kg??

la masse du vehicule est de environ 1.5tonnes et celle
de la roue environ 50kg???

(effacé : erreur)