De petits accéléromètres intégrés à des ailes d’avion
Clean Sky est le programme de recherche en aéronautique le plus ambitieux jamais lancé en Europe. Il vise à accélérer les progrès technologiques et accélérer la commercialisation de nouvelles solutions plus propres testées sur des appareils de démonstration en taille réelle. L’accélération des nouveaux modèles aéronautiques en vue de réduire l’empreinte écologique des avions et du transport aérien appelle à une innovation sur toutes les pièces de l’appareil. Dans le cadre du projet MICRO-IMU financé par l’UE, des chercheurs ont tenté de mettre au point un circuit intégré spécifique (ASIC). Cette micropuce abrite les accéléromètres du système micro-électromécanique. Les scientifiques ont combiné plusieurs blocs fonctionnels sur une même puce. Les commutateurs représentent les principaux composants du bloc de conversion et multiplexage analogique/numérique. Ils permettent d’activer les électrodes de la sonde. Des transistors spécifiques ont été intégrés aux commutateurs afin d’assurer la stabilité sur toute la plage de tension. L’amplification à charge intégrée a permis de produire une tension de sortie proportionnelle à la valeur intégrée du courant d’entrée. Une sonde thermique a également été intégrée afin de mesurer la température de la puce avec précision. La valeur est numérisée et enregistrée dans un registre. Selon les caractéristiques techniques, la plage de température est comprise entre -55 et 110 °C. Le bloc de référence représente un autre composant essentiel de l’ASIC. Des références de tension élevées et précises sont essentielles au fonctionnement des convertisseurs analogiques/numériques (CAN), de l’amplificateur de charge et de la sonde de température. Une source de référence externe a été utilisée alors que les tensions dérivées peuvent être réduites grâce à l’interface série afin de compenser les erreurs de décalage des amplificateurs. L’ASIC présente deux interfaces de communication. Etant donné les hauts débits de données et les calculs en temps réel, la première interface série est exclusivement utilisée pour la transmission des données d’accélération alors que la seconde autorise la lecture de la température mesurée et l’écriture dans le registre de configuration et de réglage. Pour éviter les interférences entre les CAN, chacune dispose de ses propres références, qui peuvent être réduites séparément. Ces capteurs compacts et légers devraient être intégrés aux ailes des avions. En participant au programme Clean Sky, le projet MICRO-IMU contribue à la création de nouveaux modèles d’avion plus écologiques.
Mots‑clés
Accéléromètres, ailes d’avion, unité de mesure inertielle, MICRO-IMU, circuit intégré à usage spécifique
