Information technique sur les inclinomètres
Principe et fonctionnement d'un inclinomètre MEMS
Les inclinomètres basés sur la technologie MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) constituent aujourd’hui le standard industriel pour la mesure d’angle et de verticalité. Ils sont particulièrement plébiscités pour leur compacité, leur robustesse et leur capacité à s’intégrer dans des systèmes complexes comme les centrales inertielles IMU.
La technologie :
L’architecture d’un inclinomètre MEMS repose sur une structure microscopique gravée directement dans le silicium.
Le cœur du capteur est composé d’une masse mobile suspendue par des poutres élastiques. Sous l’effet de la gravité terrestre, cette masse se déplace légèrement selon l’inclinaison du boîtier. Ce mouvement modifie la distance entre des électrodes fixes et mobiles, entraînant une variation de la capacité électrique.
Cette variation capacitive, extrêmement faible (de l’ordre du femtofarad), est traitée par un circuit électronique intégrant :
- Amplification;
- Filtrage;
- Compensation thermique.
Les inclinomètres MEMS couvrent une large gamme de besoins, de l’alignement industriel à la surveillance de structures.
Avantages de la technologie MEMS :
- Robustesse mécanique : Haute résistance aux chocs et vibrations par rapport aux technologies à fluide.
- Intégration : Disponible en versions mono-axiale (un plan) ou bi-axiale (deux plans orthogonaux X/Y) pour un nivellement complet.
- Consommation : Très faible, ce qui est idéal pour les capteurs autonomes ou les applications embarquées.
Montage :
Pour obtenir une mesure fiable avec un capteur d’inclinaison MEMS, le montage doit être parfaitement rigide. Toute flexibilité ou vibration excessive du support peut introduire des erreurs significatives.
L’utilisation d’une électronique de conditionnement de qualité est également recommandée pour maintenir la stabilité du signal face aux parasites électromagnétiques.
Usages :
Les inclinomètres MEMS sont des composants essentiels pour garantir la sécurité et la stabilité dans divers secteurs :
- Surveillance de structures et Génie Civil;
- Sécurité des engins mobiles et engins de levage;
- Nivellement de précision et Automatisation industrielle;
- Robotique et Recherche Scientifique.
Pour les applications impliquant des mouvements rapides, comme la robotique dynamique ou les véhicules en mouvement, l’accélération horizontale peut fausser la mesure de gravité. Dans ce cas, l’inclinomètre MEMS est associé à un gyroscope pour compenser les accélérations parasites.
