Funzionamento e applicazioni del sensore dell'accelerometro

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Usiamo sensori insieme ai nostri dispositivi per monitorare e controllare varie grandezze fisiche. I dispositivi interagiscono con l'ambiente circostante con l'aiuto di sensori . Con l'avvento della tecnologia, oggi abbiamo una vasta gamma di sensori sia in forma analogica che digitale per misurare grandezze fisiche come temperatura , pressione, umidità, direzione, intensità della luce ecc ... Uno di questi sensori, utilizzato per misurare la velocità e l'accelerazione dei dispositivi, è il sensore dell'accelerometro.

Cos'è un sensore accelerometro?

La velocità di variazione della velocità del corpo rispetto al tempo è chiamata accelerazione. Secondo la teoria relativa, a seconda dell'oggetto relativo preso per misurare l'accelerazione, ci sono due tipi di accelerazione. L'accelerazione corretta, che è l'accelerazione fisica del corpo rispetto all'inerzia o dell'osservatore che è a riposo rispetto all'oggetto da misurare.




L'accelerazione delle coordinate dipende dalla scelta del sistema di coordinate e dalla scelta degli osservatori. Questo non è uguale alla corretta accelerazione. Il sensore dell'accelerometro è il dispositivo elettromeccanico utilizzato per misurare la corretta accelerazione dell'oggetto.

Principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di base di un accelerometro è come una massa scaricata su una molla. Quando l'accelerazione viene sperimentata da questo dispositivo, la massa viene spostata fino a quando la molla può facilmente spostare la massa, con la stessa velocità uguale all'accelerazione che ha rilevato. Quindi questo valore di spostamento viene utilizzato per misurare l'accelerazione.



PiezoAccelerometro-sensore

PiezoAccelerometro-sensore

Gli accelerometri sono disponibili come dispositivi digitali e dispositivi analogici. Gli accelerometri sono progettati utilizzando metodi diversi. Piezoelettrico , i componenti piezoresistivi e capacitivi vengono generalmente utilizzati per convertire il movimento meccanico causato dall'accelerometro in un segnale elettrico.

Gli accelerometri piezoelettrici sono costituiti da cristalli singoli. Questi usano l'effetto piezoelettrico per misurare l'accelerazione. Quando applicati allo stress, questi cristalli generano una tensione che viene interpretata per determinare la velocità e l'orientamento.


Gli accelerometri capacitivi utilizzano un elemento micro-lavorato in silicio. Qui la capacità viene generata quando viene rilevata l'accelerazione e questa capacità viene tradotta in una tensione per misurare i valori di velocità.

Gli accelerometri moderni sono i più piccoli MEMS , costituito da una trave a sbalzo con massa di prova. Gli accelerometri sono disponibili in forma bidimensionale e tridimensionale per misurare la velocità insieme all'orientamento. Quando sono richiesti l'intervallo di frequenza superiore, l'intervallo di alta temperatura e il peso ridotto, gli accelerometri piezoelettrici sono la scelta migliore.

Applicazioni

Le applicazioni del sensore dell'accelerometro sono le seguenti:

  • Per i sistemi di navigazione inerziale, vengono utilizzati accelerometri altamente sensibili.
  • Per rilevare e monitorare le vibrazioni nelle macchine rotanti.
  • Per visualizzare le immagini in posizione verticale sugli schermi delle fotocamere digitali.
  • Per la stabilizzazione del volo nei droni.
  • Gli accelerometri vengono utilizzati per rilevare l'orientamento, coordinare l'accelerazione, le vibrazioni, gli urti.
  • Utilizzato per rilevare la posizione del dispositivo su laptop e cellulari.
  • Registrazione ad alta frequenza dell'accelerazione biassiale e triassiale in applicazioni biologiche per la discriminazione dei modelli comportamentali degli animali.
  • Monitoraggio dello stato di salute dei macchinari.
  • Per rilevare guasti nelle macchine rotanti.
  • Questi sono anche usati per il monitoraggio di edifici e strutture per misurare il movimento e le vibrazioni della struttura quando esposta a carichi dinamici.
  • Per misurare la profondità delle compressioni toraciche RCP.
  • I sistemi di navigazione utilizzano sensori accelerometrici per conoscere la direzione.
  • I dispositivi di rilevamento remoto utilizzano anche accelerometri per monitorare i vulcani attivi.

Usi / esempi

Alcuni degli esempi delle applicazioni del sensore accelerometro sono Aerei, missili, rete Quake-catcher per la ricerca scientifica dei terremoti, pompe , ventola, rulli, compressori, AED plus di Zoll, footpod, rulli di compattazione intelligenti, sistema di attivazione degli airbag, sistema di controllo elettronico della stabilità nelle automobili, treni inclinabili, gravimetria, videocamere, Glogger VS2, telefoni cellulari ecc ...

Sì, c'è anche un accelerometro nel tuo smartphone. Viene utilizzato insieme al giroscopio per misurare l'angolo e l'orientamento del telefono. Hai notato il funzionamento di accelerometro sensore presente nel tuo Smartphone? Come ti ha aiutato?