Senzory používame spolu s našimi zariadeniami na monitorovanie a kontrolu rôznych fyzikálnych veličín. Zariadenia interagujú s okolím pomocou senzory . S nástupom technológie dnes máme širokú škálu senzorov v analógovej aj digitálnej podobe na meranie podobných fyzikálnych veličín teplota , tlak, vlhkosť, smer, intenzita svetla atď. Jedným z takýchto senzorov, ktoré sa používajú na meranie rýchlosti a zrýchlenia zariadení, je senzor akcelerometra.
Čo je to senzor akcelerometra?
Rýchlosť zmeny rýchlosti tela vo vzťahu k času sa nazýva zrýchlenie. Podľa relatívnej teórie existujú v závislosti od relatívneho objektu meraného zrýchlenia dva typy zrýchlenia. Správne zrýchlenie, ktoré je fyzickým zrýchlením tela vzhľadom na zotrvačnosť, alebo pozorovateľa, ktorý je v pokoji vzhľadom na meraný objekt.
Zrýchlenie súradníc závisí od voľby súradnicového systému a výberu pozorovateľov. To sa nerovná správnemu zrýchleniu. Senzor akcelerometra je elektromechanické zariadenie používané na meranie správneho zrýchlenia objektu.
Pracovný princíp
Základným princípom fungovania akcelerometra je napríklad dumpingová hmotnosť na pružine. Keď toto zariadenie zaznamená zrýchlenie, hmota sa posunie, kým pružina nebude môcť hmotu ľahko pohybovať, a to rovnakou rýchlosťou, ktorá sa rovná zrýchleniu, ktoré snímala. Potom sa táto hodnota posunutia použije na meranie udania zrýchlenia.
PiezoAccelerometer-senzor
Akcelerometre sú k dispozícii ako digitálne a analógové zariadenia. Akcelerometre sa navrhujú pomocou rôznych metód. Piezoelektrický , piezorezistívne a kapacitné komponenty sa zvyčajne používajú na prevod mechanického pohybu spôsobeného akcelerometrom na elektrický signál.
Piezoelektrické akcelerometre sú vyrobené z monokryštálov. Tieto využívajú na meranie zrýchlenia piezoelektrický efekt. Pri pôsobení na napätie vytvárajú tieto kryštály napätie, ktoré sa interpretuje na určenie rýchlosti a orientácie.
Kapacitné akcelerometre používajú kremíkový mikroobrábaný prvok. Tu sa generuje kapacita, keď sa zaznamená zrýchlenie, a táto kapacita sa prevedie na napätie, aby sa zmerali hodnoty rýchlosti.
Moderné akcelerometre sú najmenšie MEMS , pozostávajúci z konzolového nosníka s kontrolnou hmotou. Akcelerometre sú k dispozícii ako dvojrozmerné a trojrozmerné formy na meranie rýchlosti spolu s orientáciou. Ak je potrebný vysokofrekvenčný rozsah, rozsah vysokých teplôt a nízka hmotnosť balenia, piezoelektrické akcelerometre sú najlepšou voľbou.
Aplikácie
Aplikácie senzora akcelerometra sú nasledujúce:
- Pre inerciálne navigačné systémy sa používajú vysoko citlivé akcelerometre.
- Na detekciu a sledovanie vibrácií v rotujúcich strojových zariadeniach.
- Na zobrazovanie obrázkov vo zvislej polohe na obrazovkách digitálnych fotoaparátov.
- Na stabilizáciu letu v dronoch.
- Akcelerometre sa používajú na snímanie orientácie, koordináciu zrýchlenia, vibrácií, nárazov.
- Používa sa na zisťovanie polohy zariadenia v prenosných počítačoch a mobiloch.
- Vysokofrekvenčné zaznamenávanie biaxiálneho a triaxiálneho zrýchlenia v biologických aplikáciách na rozlíšenie vzorcov správania zvierat.
- Monitorovanie zdravia strojov.
- Zistiť poruchy na rotátorových strojoch.
- Používajú sa tiež na monitorovanie stavieb a stavieb na meranie pohybu a vibrácií konštrukcie vystavenej dynamickému zaťaženiu.
- Na meranie hĺbky stlačení hrudníka KPR.
- Navigačné systémy využívajú senzory akcelerometra na poznanie smeru.
- Zariadenia diaľkového snímania používajú na sledovanie aktívnych sopiek aj akcelerometre.
Použitie / príklady
Niektoré z príkladov aplikácií senzora akcelerometra sú lietadlá, rakety, sieť Quake-catcher pre vedecký výskum zemetrasení, čerpadlá , ventilátor, valce, kompresory, Zoll’s AED plus, stupačky, inteligentné zhutňovacie valce, systém aktivácie airbagov, elektronický systém riadenia stability v automobiloch, naklápacích vlakoch, gravimetria, videokamery, Glogger VS2, mobilné telefóny atď.
Áno, vo vašom smartfóne je aj akcelerometer. Používa sa spolu s gyroskopom na meranie uhla a orientácie telefónu. Všimli ste si fungovanie systému akcelerometer senzor vo vašom Smartphone? Ako ti to pomohlo?
