Работа датчика акселерометра и приложения

Мы используем датчики вместе с нашими устройствами для мониторинга и контроля различных физических величин. Устройства взаимодействуют с окружающей средой с помощью датчиков. С появлением технологий сегодня у нас есть широкий выбор датчиков; как в аналоговой, так и в цифровой форме для измерения физических величин, таких как температура, давление, влажность, направление, сила света и т. д.. Одним из таких датчиков, используемых для измерения скорости и ускорения устройств, является датчик акселерометра.

Что такое датчик акселерометра?

Скорость изменения скорости тела во времени называется ускорением. Согласно относительной теории, в зависимости от относительного объекта, используемого для измерения ускорения, различают два типа ускорения. Собственное ускорение, которое представляет собой физическое ускорение тела относительно инерции или наблюдателя, находящегося в состоянии покоя относительно измеряемого объекта.

Координатное ускорение зависит от выбора системы координат и выбора наблюдателей. Это не равносильно правильному ускорению. Датчик акселерометра - это электромеханическое устройство, используемое для измерения правильного ускорения объекта.

Принцип работы

Основной принцип работы акселерометра - это сброс массы на пружину. Когда это устройство испытывает ускорение, масса перемещается до тех пор, пока пружина не сможет легко перемещать массу с той же скоростью, что и воспринимаемое ею ускорение. Затем это значение смещения используется для измерения ускорения.

Акселерометры доступны в виде цифровых и аналоговых устройств. Акселерометры конструируются с использованием разных методов. Пьезоэлектрические, пьезорезистивные и емкостные компоненты обычно используются для преобразования механического движения, вызываемого акселерометром, в электрический сигнал.

Пьезоэлектрические акселерометры состоят из монокристаллов. Они используют пьезоэлектрический эффект для измерения ускорения. При приложении к напряжению эти кристаллы генерируют напряжение, которое интерпретируется как определение скорости и ориентации.

В емкостных акселерометрах используется кремниевый элемент, подвергнутый микротехнической обработке. Здесь емкость генерируется при обнаружении ускорения, и эта емкость преобразуется в напряжение для измерения значений скорости.

Современные акселерометры - это самые маленькие MEMS, состоящие из консольной балки с проверенной массой. Акселерометры доступны в двух- и трехмерной формах для измерения скорости и ориентации. Когда требуются верхний частотный диапазон, высокотемпературный диапазон и малый вес в упаковке, пьезоэлектрические акселерометры - лучший выбор.

Приложения

Применение датчика акселерометра:

• В инерциальных навигационных системах используются высокочувствительные акселерометры.
• Для обнаружения и отслеживания вибрации во вращающемся оборудовании.
• Для отображения изображений в вертикальном положении на экранах цифровых фотоаппаратов.
• Для стабилизации полета дронов.
• Акселерометры используются для определения ориентации, координат ускорения, вибрации, ударов.
• Используется для определения положения устройства в ноутбуках и мобильных устройствах.
• Высокочастотная регистрация двухосного и трехосного ускорения в биологических приложениях для распознавания моделей поведения животных.
• Мониторинг состояния оборудования.
• Для обнаружения неисправностей ротаторных машин.
• Они также используются для мониторинга зданий и сооружений для измерения движения и вибрации конструкции при воздействии динамических нагрузок.
• Для измерения глубины сжатия грудной клетки для СЛР.
• Для определения направления в навигационных системах используются датчики акселерометра.
• В устройствах дистанционного зондирования также используются акселерометры для наблюдения за действующими вулканами.

Использование / примеры

Некоторые из примеров применения датчика акселерометра:самолеты, ракеты, сеть Quake-Catcher для научных исследований землетрясений, насосы, вентиляторы, ролики, компрессоры, Zoll's AED plus, подножки, интеллектуальные уплотнительные катки, система развертывания подушек безопасности, электронная система контроля устойчивости в автомобилях, наклонных поездах, гравиметрия, видеокамеры, Glogger VS2, мобильные телефоны и т. д.…

Да, в вашем смартфоне тоже есть акселерометр. Он используется вместе с гироскопом для измерения угла и ориентации телефона. Вы заметили работу датчика акселерометра в вашем смартфоне? Как это вам помогло?