Priorisation et catégories des capteurs

Afin de mitiger les risques liés à la maintenance des capteurs, un système de priorisation a été mis en place. Tous les capteurs prévus sont classés en quatre catégories : diagnostic, performances, performances avancées et validation et développement. Il est impératif que les capteurs des catégories inférieures soient installés et fonctionnels avant de procéder à l’intégration des capteurs des catégories supérieures. Plus les capteurs sont de bas niveau, plus leurs informations sont liées à la santé et la sécurité de l’appareil. Plus les capteurs sont de haut niveau, plus ils sont liés à la performance et au développement.

Mesures de diagnostic

Les capteurs et mesures de la catégorie diagnostic sont utilisés pour s’assurer du bon fonctionnement de l’appareil. Il est impératif que ces capteurs fonctionnent en µ tout temps. Pour établir les capteurs à inclure dans cette catégorie, une liste restreinte des informations nécessaires au bon fonctionnement de l’hélicoptère a été élaborée. Les éléments identifiés comme critiques sont l’état du moteur et l’état du système électrique. L’état du moteur est caractérisé par la vitesse de rotation et la température du liquide de refroidissement. L’état du système électrique est caractérisé par la tension de batteries.

Mesures de performances

Les capteurs inclus dans la catégorie performances fournissent un aperçu des performances de base de l’appareil. Ces informations servent principalement à mesurer le comportement dynamique du drone. Ce groupe comprend : la portance des rotors, les mesures d’accélérations et vitesses de rotation, la position des actionneurs des plateaux oscillants, l’altitude de l’appareil et la température des boitiers de transmission.

Mesures de performances avancées

Les différentes mesures associées au groupe des performances avancées contiennent principalement des mesures associées aux conditions de la charge utile et aux conditions de vol. Ce groupe comprend : les accélérations (3 axes) de la charge utile, la température du compartiment de la charge utile et les données météo courantes. Puisque les données météo ne sont pas directement liées à l’appareil, il n’en sera pas question dans ce texte.

Mesures de validation et développement

La catégorie validation et développement contient des capteurs qui sont en redondance avec certaines des mesures prises dans les groupes de plus bas niveau. Dans ce contexte, ces capteurs peuvent changer selon les tests requis. On pourrait y retrouver une deuxième mesure de couple ou de portance par exemple. On y retrouve aussi tous les capteurs qui ne relèvent pas des catégories précédentes. Par exemple, les capteurs liés à une expérimentation spécifique.

Sélection des accéléromètres

Les accéléromètres sont fabriqués selon différentes technologies. Les principales  sont les suivantes : piézoélectrique, piézorésistif et à capacité variable (Wilson (2005)). Les accéléromètres piézoélectriques sont fréquemment utilisés pour la mesure de chocs et vibrations. Ils mesurent généralement une large plage de fréquences et se fabriquent sous  plusieurs formats et sensibilités. Cette versatilité vient avec le coût d’un conditionnement de signal plus complexe et dispendieux. Les capteurs piézorésistifs présentent des caractéristiques communes avec les piézoélectriques, tout en offrant une plus faible sensibilité, c’est pourquoi ils sont généralement utilisés pour des mesures de chocs. Une autre caractéristique qui les distingue est la possibilité de mesurer des phénomènes en régime permanent. De plus, le conditionnement de leur signal est très simple. Les capteurs à capacité variable présentent une grande sensibilité, un très bon comportement en régime permanent et une bonne stabilité thermique. Par contre, la plage de fréquence est réduite comparée aux deux autres types de capteurs. Ils sont utilisés pour des mesures à basse fréquence et sont les plus simples d’utilisation.

Certains accéléromètres piézoélectriques sont vendus avec une interface IEPE (Integrated Electronics Piezo-Electric). Ces capteurs contiennent un amplificateur directement au capteur pour limiter l’effet du bruit sur le signal.

Le véhicule pouvant transporter des charges sensibles aux vibrations, des accéléromètres ont été sélectionnés pour mesurer les vibrations dans le compartiment de charge utile. Plusieurs critères ont été pris en compte afin de mesurer adéquatement les vibrations : la plage de fréquence captée, la sensibilité de l’accéléromètre, la fréquence naturelle de l’accéléromètre, la transmissibilité admise par le montage, le poids et les dimensions et la plage de température d’opération.