Промэлектроника

Быстрая доставка

Доступные
способы
оплаты

Свыше
500 тыс+
товаров

Как и для чего служит акселерометр?

Electronics 10 марта 2020

Что такое акселерометр? Это устройство, которое обеспечивает возможность измерения и анализа линейного и углового ускорения. Эта функция необходима во множестве базовых устройств и системах используемых почти в каждой области жизни, как в домашних приспособлениях для каждодневного использования, так и в профессиональных промышленных или научно исследовательских приложениях.

Акселерометры применяются для измерения статического гравитационного ускорения, которое позволяет узнать угол отклонения измеряемого объекта от вертикали, а также для измерений динамического ускорения вызванных толчками, движением, ударами, вибрацией, т.е. колебаниями с малой амплитудой и низкой частотой, которая достигает нескольких десятков Герц.

Как работает акселерометр во время измерения вибрации? Это устройство установлено непосредственно на объекте, который вибрирует, что позволяет ему преобразовывать энергию колебаний в электрический сигнал, который пропорционален ускорению объекта за минуту.

Что делает акселерометр? Измерение вибрации используется обычно для диагностики работы станков, устройств и конструкций, которые подвергаются большим механическим напряжениям, например конструкции стальных мачт, мостов и строительных объектов. Помимо этого акселерометры применяются для защиты твёрдых дисков от повреждения в медицинском и спортивном оборудовании, в аппаратах и камерах, смартфонах, пультах, контроллерах и в системах навигации.

Что такое акселерометр? Это не что иное как преобразователь ускорения измеряющий собственное движение в пространстве. 

Принцип действия акселерометра не слишком сложный. Он измеряет силу ускорения в единицах g и может производить измерения в одной, двух или трёх плоскостях. Сейчас самое широкое применение получили трёхосные акселерометры, конструкция которых состоит из системы трёх акселерометров, а каждый из них измеряет ускорение в другом направлении – в плоскостях X, Y и Z.

Если ускорение в любой из плоскостей действует в противоположном направлении, чем то, в котором был направлен датчик акселерометр измерит его с отрицательным значением. В противном случае ускорение будет измерено с положительным значением.

Среди основных видов акселерометров выделяются три типа: интегральные емкостные акселерометры MEMS, акселерометры пьезоэлектрические и пьезорезисторные.

Интегральные емкостные акселерометры использующие технологию MEMS это самые дешёвые и маленькие датчики этого типа. Как работает емкостной акселерометр MEMS? Принцип его действия состоит в размещении груза, установленного на пружинах. Один конец пружины прикреплён к пластинам гребенчатого конденсатора, а другой к закреплённому грузу. Под влиянием силы воздействующей на сенсор груз перемещается на пружинах, что приводит к изменению расстояния между конденсаторным элементом и массой и тем самым влияет на изменение ёмкости

Емкостные акселерометры производимые по технологии MEMS применяются главным образом в переносных, мобильных устройствах и широко распространены в бытовой электронике. Одним из самых больших достоинств акселерометров MEMS является возможность их установки непосредственно на печатной плате.

Пьезорезисторный акселерометр . Его принцип действия похож на действие тензометра, т.е. датчика, измеряющего напряжения. Такого типа акселерометры оснащены пьезорезисторным материалом, который под влиянием внешней силы деформируется приводя к изменению сопротивления.

Изменение сопротивления далее будет преобразовано в электрический сигнал, получаемый через объединённый с акселератором приёмник. Акселерометры пьезорезисторные отличаются большим диапазоном измерений, благодаря чему они в состоянии регистрировать высокочастотные колебания с большой амплитудой, что очень полезно во время различных ударных тестов. То как работает пьезорезисторный акселерометр приводит к тому, что он чувствителен к окружающей температуре, что требует её компенсации. Кроме этого у акселерометра такого типа есть проблемы с обнаружением слабых сигналов, а также они намного дороже емкостных акселерометров MEMS. Выходной сигнал пьезоэлектрических акселерометров обычно подвергается усилению и температурной компенсации