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Spécial « infrasons »
Le premier est l’IS Calibrator (IS pour infrason), qui
génère le signal de pression dynamique, le second est
le Calibrac qui constitue la partie contrôle/commande de
l’IS Calibrator et enfin, un microphone étalon qui mesure
le champ de pression généré dans la cavité acoustique
de mesure de l’IS Calibrator.
Ces trois équipements constituent un dispositif qui est fonc-
tionnellement un calibreur de pression dynamique paramé-
trable permettant de générer un signal de pression acous-
tique de 1 à 50 Pa, en basse fréquence, maîtrisé, stable
et répétable dans le temps. Le banc de métrologie infra-
son et ce dispositif en particulier font l’objet d’un proces-
sus de surveillance qui sera présenté par la suite.
La description du banc de métrologie infrason ne serait
complète sans la description du poste informatique de
contrôle et l’interface qui y sont associés. L’opérateur
dispose d’un logiciel développé par le CEA pour opérer
toutes les opérations de mise à jour des paramètres du
Calibrac et de programmation des séquences d’excitation
(consigne de pression, fréquence, durée, forme du signal).
De plus, le PC est également interfacé avec la chaîne d’ac-
quisition CEA qui acquiert et numérise le signal de mesure
du capteur sur 24 bits.
L’IS Calibrator
L’IS Calibrator se présente sous la forme d’une enceinte
cylindrique de 50 cm de diamètre constituée de l’assem-
blage de deux cavités étanches et d’un piston (Fig. 6 et 7).
Elle matérialise un volume clos déformable. La pression
statique qui règne à l’intérieur avant l’opération de vérifi-
cation est celle de la pression atmosphérique.
Le principe de fonctionnement consiste à faire varier le
volume d’une des deux cavités au moyen d’un piston indé-
formable en mouvement, pour obtenir une variation de
pression proportionnelle à la variation de volume à l’or-
dre 1, pour des faibles variations de pression.
Le piston indéformable est matérialisé par un haut-parleur du
commerce dont la surface de la membrane mobile est aplanie
et rigidifiée par une structure en nid d’abeille afin de permettre
des variations de pression linéaires du continu jusqu’à 100 Hz.
La membrane est mise en mouvement en appliquant une
tension de commande variable à l’étage électrodynami-
que du haut-parleur.
Le haut-parleur côté étage électrodynamique est intégré
dans la cavité dite arrière, la cavité dite avant recevant le
capteur à étalonner, la membrane assurant alors la sépa-
ration entre les deux volumes. Cette cavité arrière permet
de maximiser la raideur de l’ensemble. Les volumes des
deux cavités sont de 5 litres pour la cavité arrière et de
30 litres pour la cavité avant.
L’enceinte est dimensionnée de telle sorte que le champ de
pression soit uniforme dans toute la cavité lors du mouve-
ment du piston et que la fréquence de résonance de l’ensem-
ble piston – capteur soit supérieure à la fréquence maximale
à générer (environ 50 Hz). Le volume de la cavité avant est
nettement plus important que celui de la cavité du capteur
à vérifier de sorte que la charge acoustique de ce dernier
ait un effet négligeable sur le calibreur. La réponse acousti-
que du calibreur est de type passe bas avec une fréquence
de coupure qui se situe vers 80 Hz. Elle est plate en ampli-
tude et en phase dans la bande [DC - 30 Hz].
Sur la partie basse de la cavité avant, deux interfaces étan-
ches sont présentes. La première permet une connexion
simple, directe et de longueur minimale avec le capteur
à étalonner. Dans cette configuration, la chambre de
mesure de pression du capteur reçoit la pression de réfé-
rence générée par le calibreur. La seconde, en vis-à-vis
de la première, permet d’introduire le microphone étalon
destiné à la mesure de la pression dans la cavité.
Le Calibrac et la chaîne microphone étalon
Le coffret électronique Calibrac est utilisé pour contrôler
la tension appliquée au haut-parleur, pour mesurer et ajus-
ter la pression dans la cavité avant avec le microphone
étalon de type 4193-L-004 de Bruel & Kjaer (sensibilité :
2 mV/Pa et limite fréquence basse 0,1 Hz) et pour réali-
ser la synthèse des signaux d’excitation selon les paramè-
tres définis par l’opérateur (pression appliquée, fréquence,
durée séquence...), tout en prenant en compte la pression
atmosphérique au moment de la mesure.
Fig. 6 : Capteur MB interfacé avec l’IS Calibrator
MB sensor connected to the IS Calibrator
Fig. 7 : Haut-parleur connecté sur la cavité avant
Loud speaker connected to the rear cavity
