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Essais & Simulations n°118

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Le rôle des capteurs dans les essais

Dossier Technologies

Dossier Technologies Capteurs miniatures de température sans fils pour suivi d’essais Pendant leur vie, les satellites rencontrent des températures allant de -190°C à 150°C. La robustesse et la régulation thermique dans ces conditions représentent un point crucial pour atteindre des missions pouvant durer jusqu’à quinze ans. Afin de garantir un comportement thermique correct, des tests fonctionnels sont effectués au sol dans des enceintes mises sous vide. Ces tests TVAC (Thermal VA- Cuum) visent à contrôler la température d’un grand nombre de points, à l’intérieur comme à l’extérieur du satellite. Enceinte de test vide thermique Les conditions de test varient d’un modèle à un autre. Les plus longs peuvent durer jusqu’à 3 mois avec 800 points de mesure, générant une grande quantité de données provenant d’un large déploiement de capteurs. Les tests TVAC rentrent parfaitement dans le périmètre des applications pour lesquelles l’utilisation des Wireless Sensors Network (WSN) peut apporter flexibilité, fiabilité et économie. C’est dans ce cadre qu’Intesens est chargée de l’étude, le développement et l’industrialisation de capteurs de température miniaturisés et autonomes pouvant assurer, voire dépasser, les performances du système de mesure actuel. Bien que conçu pour le monde de l’aérospatiale, ces capteurs sont adaptés pour être utiliser dans d’autres environnements où la taille, la densité de points et la performance de mesure est un challenge. Contexte Aujourd’hui, les tests TVAC sont réalisés avec un long réseau de thermocouples câblés, partant de la baie d’acquisition située à l’extérieur de l’enceinte thermique pour aller jusqu’au point de mesure. Ces câbles peuvent atteindre 30m de long et le faisceau composé de 800 thermocouples. Cela implique de lourdes contraintes, la principale étant le temps de déploiement impacté par la complexité du routage de chaque thermocouple à travers le satellite jusqu’au point de mesure. D’autre part, en fin de test, la plupart des thermocouples situés à l’intérieur ne sont pas accessibles. La majorité des thermocouples sont donc laissés à l’intérieur, devenant une masse morte pour le satellite. L’objectif du Tcube est d’amener une solution permettant d’égaler les thermocouples en termes de performance de mesure et d’améliorer les contraintes citées. Pour cela, le système doit répondre aux spécifications suivantes : • Gamme de température de fonctionnement : • [-40°C ; 85°C] • Gamme de température de mesure : • [-40°C ; 85°C] • Précision de mesure : • +/-0.6°C à 20°C, +/-1.4°C aux extrémités de la gamme de mesure. • Fréquence d’acquisition : • Au moins 1 mesure par minute • Autonomie : Résumé Ce document présente le Tcube, un capteur miniature de température sans fil, destiné à être déployé en grand nombre pour le suivi d’essais thermique en temps réel. Cette technologie, développée par la société Intesens, est initialement dédiée au suivi de test vide thermique pour les satellites. Abstract This document presents the Tcube, which is a wireless temperature sensors developed as part of the iWise project by Intesens company. Tcube is meant to be deployed as a network within a spacecraft during on-ground thermal tests, providing a real time stream of several hundreds of temperature measures to the user. Mots clés sans fil ; capteur ; protocole synchrone ; miniaturisation ; suivi d’essais ; vide thermique ; satellite. • 2 ans en stockage (à 20°C) • 7 mois en veille (à 20°C) Essais & Simulations • SEPTEMBRE 2014 • PAGE 55

Dossier • 3 mois actif • Communication : • Fréquence radio : 2.4GHz du réseau. Le master est en charge du maintien de cette base de temps et les TCubes sont verrouillés dessus grâce à des resynchronisations périodiques. • Puissance d’émission :

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