Wir verwenden Sensoren zusammen mit unseren Geräten, um verschiedene physikalische Größen zu überwachen und zu steuern. Die Geräte interagieren mit Hilfe von Sensoren . Mit dem Aufkommen der Technologie haben wir heute eine breite Palette von Sensoren sowohl in analoger als auch in digitaler Form, um physikalische Größen wie zu messen Temperatur , Druck, Luftfeuchtigkeit, Richtung, Lichtintensität usw. Einer dieser Sensoren, der zur Messung der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Geräte verwendet wird, ist der Beschleunigungssensor.
Was ist ein Beschleunigungssensor?
Die Änderungsrate der Geschwindigkeit des Körpers in Bezug auf die Zeit wird als Beschleunigung bezeichnet. Gemäß der relativen Theorie gibt es abhängig von dem relativen Objekt, das zur Messung der Beschleunigung verwendet wird, zwei Arten der Beschleunigung. Die richtige Beschleunigung, dh die physikalische Beschleunigung des Körpers relativ zur Trägheit oder des Beobachters, der sich relativ zum gemessenen Objekt in Ruhe befindet.
Die Koordinatenbeschleunigung hängt von der Wahl des Koordinatensystems und der Wahl der Beobachter ab. Dies entspricht nicht der richtigen Beschleunigung. Der Beschleunigungssensor ist das elektromechanische Gerät, mit dem die richtige Beschleunigung des Objekts gemessen wird.
Arbeitsprinzip
Das grundlegende Arbeitsprinzip eines Beschleunigungsmessers ist beispielsweise eine auf eine Feder abgelassene Masse. Wenn dieses Gerät eine Beschleunigung erfährt, wird die Masse verschoben, bis die Feder die Masse leicht bewegen kann, wobei die gleiche Geschwindigkeit der von ihr erfassten Beschleunigung entspricht. Dann wird dieser Verschiebungswert verwendet, um die Beschleunigung zu messen.
PiezoAccelerometer-Sensor
Beschleunigungsmesser sind als digitale und analoge Geräte erhältlich. Beschleunigungsmesser werden mit verschiedenen Methoden konstruiert. Piezoelektrisch Piezoresistive und kapazitive Komponenten werden im Allgemeinen verwendet, um die im Beschleunigungsmesser verursachte mechanische Bewegung in ein elektrisches Signal umzuwandeln.
Piezoelektrische Beschleunigungsmesser bestehen aus Einkristallen. Diese nutzen den piezoelektrischen Effekt, um die Beschleunigung zu messen. Bei Belastung erzeugen diese Kristalle eine Spannung, die zur Bestimmung der Geschwindigkeit und Orientierung interpretiert wird.
Kapazitive Beschleunigungsmesser verwenden ein mikrobearbeitetes Siliziumelement. Hier wird Kapazität erzeugt, wenn eine Beschleunigung erfasst wird, und diese Kapazität wird in eine Spannung umgewandelt, um die Geschwindigkeitswerte zu messen.
Moderne Beschleunigungsmesser sind die kleinsten MEMS , bestehend aus einem Ausleger mit Prüfmasse. Beschleunigungsmesser sind als zweidimensionale und dreidimensionale Form erhältlich, um die Geschwindigkeit zusammen mit der Orientierung zu messen. Wenn der obere Frequenzbereich, der Hochtemperaturbereich und das geringe Packgewicht erforderlich sind, sind piezoelektrische Beschleunigungsmesser die beste Wahl.
Anwendungen
Die Anwendungen des Beschleunigungssensors sind wie folgt:
- Für Trägheitsnavigationssysteme werden hochempfindliche Beschleunigungsmesser verwendet.
- Zur Erkennung und Überwachung von Vibrationen in rotierenden Maschinen.
- Anzeigen von Bildern in aufrechter Position auf Bildschirmen von Digitalkameras.
- Zur Flugstabilisierung in Drohnen.
- Beschleunigungsmesser werden verwendet, um Orientierung, Koordinatenbeschleunigung, Vibration und Schock zu erfassen.
- Wird verwendet, um die Position des Geräts in Laptops und Handys zu ermitteln.
- Hochfrequenzaufzeichnung der biaxialen und dreiachsigen Beschleunigung in biologischen Anwendungen zur Unterscheidung von Verhaltensmustern von Tieren.
- Überwachung des Maschinenzustands.
- Fehler in Rotatormaschinen erkennen.
- Diese werden auch zur Gebäude- und Strukturüberwachung verwendet, um die Bewegung und Vibration der Struktur zu messen, wenn sie dynamischen Belastungen ausgesetzt sind.
- Zur Messung der Tiefe von CPR-Brustkompressionen.
- Navigationssysteme verwenden Beschleunigungssensoren, um die Richtung zu kennen.
- Fernerkundungsgeräte verwenden auch Beschleunigungsmesser, um aktive Vulkane zu überwachen.
Verwendungen / Beispiele
Einige Beispiele für die Anwendung von Beschleunigungssensoren sind Flugzeuge, Raketen, Quake-Catcher-Netzwerk für die wissenschaftliche Erforschung von Erdbeben, Pumps , Lüfter, Walzen, Kompressoren, Zolls AED plus, Fußkästen, intelligente Verdichtungswalzen, Airbag-Auslösesystem, elektronisches Stabilitätskontrollsystem in Kraftfahrzeugen, Kippzüge, Gravimetrie, Camcorder, Glogger VS2, Mobiltelefone usw.
Ja, Ihr Smartphone verfügt auch über einen Beschleunigungsmesser. Es wird zusammen mit dem Gyroskop verwendet, um den Winkel und die Ausrichtung des Telefons zu messen. Haben Sie die Funktionsweise des bemerkt? Beschleunigungsmesser Sensor in Ihrem Smartphone vorhanden? Wie hat es dir geholfen?
