Page 16 - Insavalor Contrôles Essais Mesures 2018

FOCUS
Traitement d’un signal fortement bruité
Capteurs logiciels
Capteurs 2 en 1
Les commandes de systèmes mécaniques et/ou mécatroniques nécessitent souvent, en plus de capteurs de position, d’autres capteurs mesurant la vitesse et l’accélération. Ces derniers peuvent être remplacés par des algorithmes de dérivation (dérivation numérique) qui calculent des estimations de la vitesse et de l’accélération à partir de mesures de position. Ce sont les « capteurs Logiciels » où l’invention est avant tout d’ordre algorithmique. Le laboratoire Ampère mène des recherches depuis de nombreuses années dans ce domaine. Focus sur une nouvelle génération de capteurs élaborée par ce laboratoire qui a fait l’objet d’un dépôt de brevet.
L’ expert
Xavier BRUN
Département Méthodes pour l’Ingénierie des Systèmes du Laboratoire Ampère
innovation dans le domaine des capteurs ne concerne pas uni- quement les technologies utili-
sées mais peut être aussi liée aux aspects logiciels. La nouveauté du « Capteur 2 en 1 », développé par le laboratoire Ampère, réside principalement dans l’algorithme associé permettant de traiter un signal fortement bruité.
Le dispositif permet de dériver en temps réel sur un grand intervalle de fréquence, du statique au kHz, mais aussi avec des variations d’amplitude importante, de l’ordre de 1 à 100, un signal bruité.
Cette solution présente des caractéris- tiques de robustesse et de performances plus importantes que les traitements clas- siques réalisés par des algorithmes de fil- trage et de dérivation classiques.
Ces performances intrinsèques résident dans un large spectre fréquentiel de trai- tement, un compromis bruit/déphasage excellent, une mise en œuvre et une main- tenance simplifiée, et un algorithme à grande simplicité de calcul.
Cette nouvelle approche présente aussi des avantages en termes d’encombrement
L’
SUPPLÉMENT À N°64 G SEPTEMBRE 2018
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et de gains massiques obtenus. L’aspect énergétique n’est pas oublié puisque là aussi un gain apparait.
Ses usages peuvent concerner des appli- cations de mesure de position, de vitesse et d’accélération.
Le capteur peut être disponible à ce jour en deux variantes : une première où l’al- gorithme sera codé dans le calculateur propre d’un fabricant ; une seconde pour capteur analogique, associé à un micro- calculateur programmable à intégrer dans le capteur.
Le développement de la technologie a été réalisé, avec un niveau de maturité du produit en TRL4. Les étapes de simula- tion, d’expérimentation, d’intégration sur des bancs d’essais dans différents
secteurs (transports, aéronautique, aéro- spatial et robotique) ont été franchies avec succès.
Ainsi un capteur de position peut deve- nir un capteur à la fois de position et de vitesse, voire d’accélération.
Les points forts de cette solution sont sa puissance de calcul avec une maintenance et une fiabilité accrue, des performances significatives tout en se positionnant dans une fourchette de prix tout à fait concur- rentielle.
Les applications sont multiples et concernent des secteurs variés : indus- trie, transports, aéronautique, aérospa- tial, énergétique, robotique, médical G Contact : Laboratoire Ampère –
Xavier BRUN - xavier.brun@insa-lyon.fr