L’appareil est la partie du système global dont la fonction est de transmettre fidèlement l’entrée prescrite du système de secouage dans l’article d’essai en cours d’essai. Le luminaire est tout ce qui se trouve entre la bobine d’entraînement du système de secouage et l’article de test testé.

Cela comprend l’armature de l’agitateur, la tête de l’agitateur, la tête d’expansion et les autres fixations utilisées pour monter l’article d’essai sur l’agitateur.

Objectif de conception du luminaire

Objectif – Minimiser le poids de l’appareil et maintenir les résonances importantes hors de la plage de fréquences de test

Pour un test MISO (Multiple Input Single Output = Single shaker test), les propriétés attendues des appareils sont :

• • infiniment rigide
• • en apesanteur
• • disponible rapidement

La réalisation de cet objectif fondamental permet d’atteindre un certain nombre d’objectifs très importants :

• Améliorer la qualité, la fiabilité et la durée de vie d’un produit.
• Améliorer la satisfaction client, ce qui améliore la réputation, les ventes et la part de marché du fabricant.
• Réduisez le temps de test par produit (et par conséquent le coût).

À l’appui de cette affirmation, il a été constaté que les tests de vibration trouvent autant d’erreurs que les tests thermiques (toujours le paramètre de test environnemental le plus couramment utilisé), mais le font en 20% ou moins de temps pour effectuer un test thermique comparable.

• Les tests de produits effectués à l’usine du fabricant permettent d’identifier les problèmes à un moment où ils peuvent être corrigés le plus efficacement et à moindre coût. En particulier, les tests en usine et la détection des pannes réduisent considérablement le nombre de réparations sous garantie, souvent coûteuses.

D’autres objectifs sont spécifiques au type de test impliqué : test de prototype, test de production et surveillance de la santé du produit.

• Essais de prototypes. La détection d’erreurs dans les unités prototypes d’un produit permet une correction précoce des problèmes de conception et de matériau, et la vérification rapide des modifications de conception ou de matériau destinées à éliminer le problème. Cette procédure peut réduire considérablement le temps de mise sur le marché d’un nouveau produit. Pour les produits qui sont emballés avant d’être expédiés de l’usine ; les tests de prototypes de conceptions d’emballages (appelés tests d’emballages) peuvent fournir des informations menant à un compromis efficace entre la conception optimale des emballages et le coût. Modifications également apportées au produit pour le rendre plus robuste et mieux à même de résister à l’expédition sans dommage de transport.
• Essais de fabrication. Les tests de produits sur la chaîne de production avant l’emballage et l’expédition permettent un contrôle continu des performances des composants et des sous-ensembles du produit, ainsi que du processus de fabrication lui-même. De cette manière, les défauts dans les composants et dans le processus de fabrication et d’assemblage sont détectés à un point où ils peuvent être détectés et corrigés avec un coût et un temps minimum. Comme indiqué ci-dessus, cela peut réduire considérablement les frais de réparation sous garantie.
• Surveillance de la santé des produits. Les tests périodiques d’un produit installé et l’archivage des résultats des tests peuvent détecter des changements précoces dans les performances du produit. Ces changements sont souvent le premier signe d’une usure mécanique normale, ou d’un endommagement du produit comme la propagation de fissures. Une telle détection précoce des problèmes permet une planification opportune de la maintenance du produit, et peut en particulier éviter les temps d’arrêt imprévus et les pannes catastrophiques.

Lors de la réalisation d’un test environnemental, des signaux sont reçus de l’appareil testé qui décrivent l’état de l’appareil par rapport à un paramètre de test particulier. Des informations sont extraites des signaux et sont utilisées pour déterminer si le test est effectué comme souhaité ; et pour surveiller l’opérabilité ou l’intégrité du dispositif testé et ainsi déterminer si le dispositif a réussi ou échoué le test.

Chaque signal ainsi utilisé résulte d’une mesure. La mesure est obtenue à partir d’un capteur connecté ou orienté vers l’appareil testé et décrit d’une certaine manière le comportement de l’appareil. (Notre propre système nerveux en est un bon exemple, nos organes sensoriels mesurant diverses caractéristiques de notre environnement et transmettant des signaux au cerveau pour analyse et action.)

La variété des capteurs utilisés pour effectuer des mesures d’ingénierie indique le large éventail de phénomènes qui peuvent produire des signaux avec des informations environnementales, à des fins de test :

Chacun de ces capteurs est un type de transducteur qui réagit à un phénomène physique dans l’environnement et produit une tension variable dans le temps qui représente l’amplitude changeante de la quantité mesurée. Certaines situations ou tests sont décrits de manière adéquate par un seul signal provenant de l’appareil testé. D’autres tests nécessitent des signaux provenant de plusieurs points de mesure pour obtenir une description complète de l’état physique de l’appareil. Pour un essai de vibration en vol ou au sol d’un aéronef ou d’un missile, des capteurs peuvent être nécessaires en un très grand nombre de points de la structure.

Dans les essais de vibration, le accéléromètre est le capteur utilisé pour mesurer la quantité de accélération présent, au point où l’accéléromètre est monté sur l’appareil testé. A partir des informations d’accélération, une intégration numérique est utilisée pour calculer la rapidité et déplacement à ce point sur l’appareil. L’accéléromètre le plus simple mesure l’accélération dans une seule direction, ou axe; cependant, des accéléromètres à deux et trois axes sont disponibles qui fournissent deux ou trois signaux indépendants, dont chacun mesure l’accélération à ce point dans une direction particulière.

Les accéléromètres sont également disponibles dans une gamme de tailles, poids et coûts. Il est souhaitable d’utiliser un accéléromètre aussi petit et léger que possible. Cela est particulièrement vrai pour les appareils qui sont eux-mêmes de petite taille (avec des zones limitées sur lesquelles monter un accéléromètre) et de faible poids. Un accéléromètre qui pèse un pourcentage significatif du poids de l’appareil fausserait la réponse mécanique de l’appareil et invaliderait ainsi le test de vibration.

C’est le travail de l’ingénieur de test de sélectionner le nombre et l’emplacement des points de test (montage) de l’accéléromètre sur un appareil testé, et de choisir les accéléromètres appropriés pour chaque point de montage. L’objectif est de sélectionner le nombre minimum de points/accéléromètres qui donneront suffisamment d’informations sur les vibrations pour satisfaire aux exigences du test ; et pour sélectionner des points, et les accéléromètres correspondants, de telle sorte que lorsqu’ils sont montés, les accéléromètres ne modifient pas de manière significative les caractéristiques mécaniques du dispositif.

Les tests environnementaux font partie du travail effectué par l’industrie des tests et mesures. Les constructeurs d’équipements de test et de mesure ne fabriquent pas de produits destinés aux utilisateurs finaux. Au lieu de cela, leur équipement est vendu à d’autres entreprises qui l’utilisent pour tester et vérifier le bon fonctionnement des produits d’utilisateur final qu’ils fabriquent eux-mêmes, ou d’autres équipements tiers qu’ils utilisent pour fabriquer leurs propres produits. Par exemple, les entreprises qui fabriquent des voltmètres, des oscilloscopes et d’autres appareils de mesure électriques font partie de l’industrie du test et de la mesure ; tout comme les fabricants d’étriers, de cales étalons et d’autres appareils pour mesurer avec précision les distances.

Les tests environnementaux soumettent un produit aux contraintes qu’il rencontrera après sa fabrication, pour s’assurer qu’il survivra et fonctionnera correctement après avoir enduré ses environnements d’expédition et d’utilisation. Les tests environnementaux peuvent utilement être réalisés à plusieurs étapes du cycle de vie d’un produit. Dans la phase de conception, les tests de prototypes peuvent révéler des défauts de conception ou des matériaux ou composants inadéquats. Le test du produit fabriqué peut inclure le dépistage du stress, les tests de production, la qualification du produit ou la surveillance de la santé.

Dans le cadre du dépistage des contraintes, le produit est soumis à des conditions environnementales suffisamment sévères pour identifier les composants défectueux ou les défauts de fabrication, mais pas au point d’endommager les produits correctement fabriqués. Les tests de production sont destinés à détecter les sous-ensembles défectueux reçus de fournisseurs externes, ainsi que les problèmes dans le processus de fabrication ou d’assemblage. La qualification du produit démontre la capacité du produit à satisfaire une exigence ou une spécification particulière du client. La surveillance de l’intégrité est effectuée pour détecter les performances dégradées ou les défaillances naissantes du produit à temps pour effectuer la maintenance planifiée.

Dans toutes ces utilisations, l’objectif et le résultat final des tests environnementaux est un produit d’une qualité et d’une fiabilité améliorées.

Paramètres des tests environnementaux

Chaque type de contrainte environnementale est appelé un paramètre de test (environnemental). Il existe de nombreux types de paramètres de ce type par rapport auxquels un produit peut être testé, en fonction non seulement de la nature du produit lui-même, mais également de son environnement de transport et d’utilisation. Certains paramètres de test environnementaux importants sont donnés ci-dessous :

• Température (extrêmes de chaleur et de froid)
• Solvants et réactifs chimiques
• Bruit électromagnétique (pour les équipements électroniques)
• Bruit acoustique
• Vibration mécanique, à la fois en régime permanent et transitoire
• Surpressions explosives (pour les équipements militaires proches de l’artillerie)
• …

Un équipement de test spécialisé a été développé pour effectuer des tests environnementaux pour chacun des paramètres de test ci-dessus. L’équipement qui teste par rapport à un certain paramètre est conçu pour produire des quantités mesurées avec précision de ce type de stress dans un environnement de laboratoire et pour permettre à l’expérimentateur de répéter exactement un test aussi souvent qu’il le souhaite.

La vibration mécanique est le paramètre environnemental d’intérêt chez Spectral Dynamics. Une large gamme de nos produits traitait des vibrations : secoueurs ED ou hydrauliques, nos contrôleurs, le système PIND Felix.