IMU – Capteurs d’inclinaison

L’innovation IMU : une technologie de pointe révolutionnaire qui s’adapte à vos besoins – et non l’inverse.

Alliant performance technologique et flexibilité maximale, notre nouvelle unité de mesure inertielle (IMU) établit de nouveaux standards. Grâce à un algorithme puissant et unique de dernière génération, cette solution répond parfaitement aux besoins spécifiques de votre application. Résultat : des performances optimales et une précision sur mesure à un rapport qualité-prix inégalé.

Nos arguments de vente

Les IMU classiques atteignent rapidement leurs limites en cas de mouvements, de vibrations et de chocs. Spécialement conçue pour ces conditions d’utilisation, la technologie IMU de Contelec garantit des mesures stables et précises, même en présence de mouvements dynamiques. Grâce à des capteurs robustes et des algorithmes personnalisables, la solution peut être optimisée sans compromis pour des applications spécifiques.

Conseil en ingénierie

Détermination fiable de l’angle et de l’inclinaison, même dans des conditions dynamiques

Depuis des décennies, Contelec est réputée pour ses solutions de capteurs précises et robustes. Avec la nouvelle technologie IMU, l’entreprise enrichit son portefeuille avec une solution performante garantissant une mesure fiable de l’angle et de l’inclinaison dans des applications dynamiques. La fusion moderne des capteurs, la technologie MEMS robuste et les algorithmes optimisables pour chaque application permettent d’obtenir des résultats de mesure stables même dans des conditions d’exploitation exigeantes.

Défis pour les systèmes IMU classiques

Dans de nombreuses applications industrielles, de fortes accélérations, vibrations ou chocs mécaniques agissent sur les capteurs. Dans le même temps, les machines et les installations sont souvent en mouvement permanent. Cela représente un défi considérable pour les systèmes IMU classiques.

Les accélérations sont souvent interprétées comme des changements d’inclinaison apparents, entraînant des valeurs angulaires instables. De plus, de nombreux systèmes nécessitent des phases d’arrêt régulières pour redéfinir le biais du capteur. Sans cette référence, la dérive tend à augmenter en continu. Les temps de préchauffage par des éléments chauffants intégrés ou des structures MEMS sensibles peuvent également limiter la capacité d’utilisation dans les applications industrielles.

Compensation dynamique de la mesure de l’inclinaison et de l’angle

La technologie IMU de dernière génération de Contelec a été spécialement développée pour ces conditions d’utilisation dynamiques. Un algorithme moderne compense les accélérations et les mouvements de rotation en temps réel. Les taux d’accélération et de rotation sont évalués sur la base d’un modèle et pondérés en conséquence, ce qui permet d’obtenir des valeurs d’angle et d’inclinaison stables et précises, même en mouvement.

La fusion stable des capteurs, même en cas de mouvement permanent, constitue un avantage supplémentaire. Les paramètres de biais et du système sont stabilisés en permanence, sans nécessiter de phases d’arrêt. L’IMU est ainsi particulièrement adaptée aux applications impliquant un fonctionnement continu des machines.

Résistance aux influences environnementales

Les applications industrielles imposent des exigences élevées aux capteurs, tant en ce qui concerne les contraintes mécaniques que la stabilité thermique.

L’IMU de Contelec fonctionne sans chauffage actif et est opérationnelle dès la mise sous tension grâce à une compensation de température intégrée. Des paramètres de mesure stables sont garantis sur toute la plage de température indiquée.

Les contraintes mécaniques sont également maîtrisées de manière fiable. Le traitement du signal est spécialement conçu pour supprimer les vibrations afin d’obtenir des valeurs d’angle et d’inclinaison stables même en cas de fortes vibrations. En même temps, les chocs mécaniques jusqu’à 15 g peuvent être mesurés et traités activement.

Performances optimisées pour chaque application

Des applications différentes imposent des exigences différentes en termes de dynamisme, de stabilité et de comportement au bruit. Les paramètres de filtrage standardisés sont donc toujours un compromis.

Avec l’IMU de Contelec de dernière génération, les bandes passantes de filtres, les pondérations et les modèles dynamiques peuvent être adaptés à chaque application. Cela permet d’optimiser les performances de manière ciblée en fonction du profil de mouvement réel de l’application concernée.

Sur le plan de la construction, Contelec mise également sur des technologies robustes : les capteurs MEMS utilisés disposent d’une encapsulation hermétique au niveau des plaquettes et d’une géométrie structurelle 3D optimisée. Les effets d'adhérence sont ainsi réduits au minimum et le risque de stiction est fortement réduit grâce à cette conception.

Pour le calcul interne des valeurs d’angle et d’inclinaison, l’algorithme utilise des représentations mathématiques solides, prévenant ainsi un phénomène de blocage de cardan dans le modèle de calcul interne et garantissant un calcul stable sur toute la plage de mouvement.

 

Vos avantages avec l'IMU Contelec en un coup d'œil

  • Des valeurs d'inclinaison fiables en mouvement, et pas seulement à l'arrêt
  • Des signaux stables même en cas de vibrations permanentes
  • Des valeurs d'angle directement exploitables au lieu de données brutes : la fusion de données s'effectue dans le capteur ; l'intégration se fait via CANopen ou CAN J1939
  • Des algorithmes que nous adaptons à votre machine et à son profil de mouvement
  • Des boîtiers à partir de 40 × 26 × 10 mm

FAQ

L'IMU fournit-elle également un angle de lacet (yaw) ?

La vitesse de lacet (°/s) est mesurée et délivrée. En revanche, un angle de lacet absolu ne peut pas être déterminé à partir des seules données inertielles : le tangage et le roulis sont stables à long terme, car la gravité sert de référence – pour l'axe vertical, cette référence n'existe pas. La vitesse de lacet permet d'obtenir une variation angulaire relative sur de courtes durées ; un angle de lacet absolu nécessite une référence angulaire externe. Nous renonçons délibérément à un magnétomètre, car il fournit des valeurs peu fiables dans un environnement métallique et motorisé.

Cette référence, nous pouvons la fournir : le capteur d'angle et l'IMU partagent le même bus CAN – au choix CANopen ou CAN J1939 – et, sur demande, nous intégrons l'angle mesuré dans la fusion de données de l'IMU, spécifiquement pour votre application. Vous obtenez ainsi le tangage, le roulis et le lacet sous forme d'angles absolus et sans dérive, issus d'un seul système.

Quels sont les avantages des IMU par rapport aux capteurs d’angle ?

  • Montage plus simple
  • Montage dans des endroits où l’utilisation de capteurs d’angle n’est pas possible

L’IMU peut-elle être montée dans n’importe quelle orientation ?

Oui. L’orientation de montage peut être configurée librement à l’aide de paramètres.

Quelles sont les interfaces disponibles sur notre IMU ?

CANopen, CAN J1939

Pourquoi la plage de sortie des angles de tangage et de roulis est-elle limitée à ±70° ?

La plage de ±70° ne constitue pas une limite du capteur, mais une plage de fonctionnement définie afin de garantir une sortie robuste des angles de tangage et de roulis.

En interne, l’IMU calcule son orientation sous forme d’une rotation 3D. La limitation apparaît uniquement lors de la représentation de l’orientation sous forme d’angles d’Euler, c’est-à-dire lorsque le tangage, le roulis et le lacet sont représentés séparément. À proximité de ±90°, les angles d’Euler présentent une singularité appelée blocage de cardan (« gimbal lock »). Dans cette zone, le roulis et le lacet ne peuvent plus être distingués de manière univoque.

Pour les applications nécessitant des plages d’inclinaison plus importantes, il est possible d’utiliser d’autres définitions angulaires ou des méthodes d’évaluation spécifiques à l’application.

L’IMU Contelec nécessite-t-elle un chauffage pour la compensation de température ?

Non. La compensation de température s’effectue sans chauffage supplémentaire, ce qui élimine toute phase de préchauffage de plusieurs minutes. Notre IMU est prête à effectuer des mesures immédiatement après la mise sous tension.

Les IMU présentent-elles des problèmes de stabilité lors de mouvements prolongés sans phases d’arrêt ?

De nombreux algorithmes d’IMU nécessitent des phases d’arrêt pour corriger la dérive. Notre algorithme reste stable sans nécessiter de telles phases d’arrêt.

Les vibrations influencent-elles l’angle d’inclinaison ?

Les vibrations sont détectées par l’IMU. Toutefois, l’algorithme interne réduit considérablement leur influence sur l’angle d’inclinaison fourni.

L’IMU Contelec peut-elle effectuer des mesures fiables dans des conditions dynamiques ?

Oui. Les influences liées aux mouvements sont largement compensées par l’algorithme. Pour les applications présentant des exigences dynamiques spécifiques, l’algorithme peut être adapté de manière ciblée à l’application du client.

Le client peut-il paramétrer l’algorithme ?

L’algorithme peut être adapté par Contelec aux exigences spécifiques de l’application du client.

Pourquoi une petite IMU peut-elle être plus robuste qu’une grande IMU ?

  • Intégration plus poussée
  • Surface d’exposition réduite

Quelle est la sensibilité de l’IMU aux chocs ?

La sensibilité de l’IMU aux chocs dépend de plusieurs facteurs, notamment de l’intensité du choc, de sa durée et du nombre d’événements de choc. Lors de nos essais, l’IMU a été soumise à jusqu’à 700 chocs de 400 g.

Souhaitez-vous en savoir plus sur l'intégration de nos algorithmes IMU dans votre architecture système?

Nos spécialistes vous accompagnent volontiers dans le dimensionnement optimal pour votre application.

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