Вопрос 16

Акселерометры: основные типы, технические характеристики.

Акселерометр - чувствительный элемент, который измеряет ускорение; ускорение – норма изменения скорости относительно времени. Ускорение – вектор, который имеет величину и направление. Единица измерения акселерометра g – ускорение свободного падения, которое равно 9.81. Акселерометр развивался из простой водяной трубы с шариками воздуха внутри, которые показывали направление ускорения через интегральную микросхему, которая была размещена на монтажной плате. Акселерометр может фиксировать: вибрации, рывки, наклонное положение, столкновения и движение объекта.

Виды акселерометров

Существует несколько видов акселерометров. Их различают по чувствительным элементам и принципу действия.

Емкостной акселерометр aфиксирует изменения в электрической емкости относительно ускорения. Акселерометр ощущает изменение емкости между статическим и динамическим состояниями.

Пьезоэлектрический акселерометр использует в своем составе такие материалы как кристаллы, которые вызывают появление электрического потенциала в зависимости от прикладываемого к ним давления. Это явление известно как пьезоэлектрический эффект. Приложенное давление, как и ускорение, создает электрическую нагрузку.

Пьезорезистивный акселерометр (тензометрический акселерометр) замеряет электрическое сопротивление материала при приложенном механическом давлении.

Акселерометр с эффектом Холла Акселерометр с эффектом Холла измеряет изменение напряжения, происходящее от изменений в магнитном поле вокруг акселерометра.

Магниторезистивный акселерометр работает, фиксируя изменения сопротивления в магнитном поле. Структура и функция подобна акселерометру с эффектом Холла за исключением того, что вместо измерения напряжения, магниторезистивный акселерометр измеряет сопротивление.

Акселерометр теплопередачи измеряет внутренние изменения в теплопередаче, зависящие от ускорения. Единственный источник тепла располагается в. Терморезисторы расположены на одинаковом расстоянии относительно подвешенного источника тепла по всем четырем сторонам. При отсутствии ускорения градиент тепла будет симметричным. Ускорение в любом направлении заставляет градиент тепла стать несимметричным благодаря тепловой передаче.

Акселерометры основанные на МЕМС технологиях

Технология МЕМС (Микро Электромеханические Системы) основана на ряде инструментов и методологий, которые используются, для создания маленьких объектов, размеры которых измеряются в масштабе микрометров (один миллионный от метра). Эти технология сейчас используется для производства МЕМС-акселерометров.

Применение акселерометров

область располагаются от запуска развертывающейся воздушной камеры до контроля ядерных реакторов. Акселерометры используются для измерения статического ускорения (гравитация), наклонного положения объекта, динамического ускорения, рывков объекта, скорости, положение и вибрации объекта. Акселерометры становится все более и более распространенными: сотовые телефоны, компьютеры и моющие машины уже сейчас комплектуются акселерометрами.

Другие области практического применения:

• Измерение характеристик автомобиля

• Измерение вибраций машин

• Контроль передвижений разводных мостов

• Контроль укладки багажа

Выбор акселерометров