Accélééromètre

du dispositif et entraîner une variation de tension aux bornes de l’accéléromètre.

d1 d2

cadre mobile partie fixe

Schéma simplifié d’un accéléromètre.

2.2

Dimensions

Les accéléromètres sont fabriqués en utilisant les techniques de la microélectronique : on parle de microsystèmes électromécaniques ou microelectromechanical systems (MEMS) en anglais. La figure 1 montre une partie d’un accéléromètre. L’échelle permet de se rendre compte des dimensions. 3. Donne une estimation de la longueur et de la largeur d’une dent. 4. Un cheveu a une épaisseur d’environ 100 µm. Compare la largeur d’une dent de l’accéléromètre à l’épaisseur d’un cheveu. 1/3

Fig. 1: Vue au microscope électronique à balayage des dents d’un accéléromètre (Camon)

3

Caractéristiques de l’accéléromètre ADXL330

L’accéléromètre que tu vas étudier plus en détail est le ADXL330 d’Analog Devices. Il est utilisé dans les voitures et aussi dans la manette d’une console de jeux vidéos. Les figures 2(a) et 2(b) montrent quelques caractéristiques techniques de l’ADXL330, tirées directement de la fiche descriptive fournie avec l’accéléromètre.

(a)

(b)

Fig. 2: Caractéristiques techniques de l’accéléromètre ADXL330.

5. Donne un titre au graphique de la figure 2(a). 6. Calcule la puissance électrique de l’accéléromètre si on l’alimente avec une tension Vs = 3 V. 7. Le graphique de la figure 2(b) montre la proportion d’accéléromètres ayant une sensibilité donnée. La sensibilité correspond à la tension qui apparaît aux bornes de l’accéléromètre par unité d’accélération. La sensibilité s’exprime en V/g, où g est l’intensité de la pesanteur (c’est-à-dire l’accélération due à l’attraction de la Terre), et vaut 9,8 m.s−2 .

2/3

(a) Complète la phrase : « Sur 100 accéléromètres, il y en a

qui ont une sensibilité de 0,30 V/g ».

(b) Détermine la valeur moyenne de la sensibilité de l’accéléromètre. Arrondis à deux chiffres après la virgule.

4

Fonctionnement

L’accéléromètre est alimenté par un courant alternatif de fréquence f. Dans ce cas, la tension Vacc qui apparaît aux bornes de l’accéléromètre quand les dents se déplacent d’une distance d est donnée par la relation Id Vacc = fa où – – – – – Vacc est la tension aux bornes de l’accéléromètre (V) I est l’intensité du courant qui traverse l’accéléromètre (A) d est le déplacement des dents (m) f est la fréquence du courant qui traverse l’accéléromètre (Hz) a est une constante qui vaut 1, 25 × 10−16

8. Détermine le déplacement d des dents dans le cas suivant : un véhicule passe d’une vitesse de 10 km/h à 0 km/h en 0,05 s, l’accéléromètre est alimenté par une tension Vs = 3V de fréquence f = 1600 Hz. (Aide : détermine d’abord l’accélération du véhicule en m.s−2 , puis convertit cette valeur en nombre de g).

Sources : ◦ Site sur le nanomonde de l’Institut National Polytechnique de Grenoble http ://nanomonde.minatec.inpg.fr ◦ Site d’Analog Devices, fabriquant d’accéléromètres http ://www.analog.com