Мы используем датчики вместе с нашими устройствами для мониторинга и контроля различных физических величин. Устройства взаимодействуют с окружением с помощью датчики . С появлением технологий сегодня у нас есть широкий спектр 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, существует 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 соответствует 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.
Пьезоакселерометр-датчик
Акселерометры доступны в виде цифровых и аналоговых устройств. Акселерометры конструируются с использованием разных методов. Пьезоэлектрический , 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, обработанный на микрообработке. Здесь емкость создается при обнаружении ускорения, и эта емкость преобразуется в напряжение для измерения значений скорости.
Современные акселерометры самые маленькие МЭМС , состоящий из консольной балки с испытательной 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 являются лучшим выбором.
Приложения
Применения датчика акселерометра следующие:
- 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 телефонах.
- Высокочастотная регистрация двухосного и трехосного ускорения в биологических приложениях для распознавания моделей поведения животных.
- Мониторинг состояния оборудования.
- Для обнаружения неисправностей в ротаторных машинах.
- 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.
- Устройства дистанционного зондирования также используют акселерометры для наблюдения за действующими вулканами.
Использование / Примеры
Некоторыми примерами применения датчика акселерометра являются самолеты, ракеты, сеть Quake-Catcher для научных исследований землетрясений, насосы , вентилятор, ролики, компрессоры, Zoll's AED plus, ножки, интеллектуальные уплотняющие ролики, 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, как работает акселерометр датчик присутствует в вашем смартфоне? Как это вам помогло?
