Akcelerometry

Akcelerometr to urządzenie elektromechaniczne, które mierzy siły przyspieszenia. Siły te mogą być statyczne, jak na przykład stała siła przyciągania ziemskiego, lub też dynamiczne, wywoływane przez ruchy i wibracje akcelerometru.

Niektóre akcelerometry wykorzystują efekt piezoelektryczny, czyli zawierają mikroskopijne kryształy naprężane przez siły przyspieszające, co powoduje generowanie napięcia. Inną metodą działania jest wykrywanie zmian pojemności. W przypadku umieszczenia obok siebie dwóch mikrostruktur między nimi występuje określona pojemność. W przypadku poruszenia jednej ze struktur przez siłę przyspieszenia pojemność zmienia się. Teraz wystarczy dodać obwody przekształcające pojemność na napięcie i akcelerometr gotowy.

Akcelerometr może przekazywać wyniki w formie analogowej lub cyfrowej. Akcelerometry analogowe wysyłają ciągłe napięcie, proporcjonalne do przyspieszenia. Na przykład 2,5 V dla 0 g, 2,6 V dla 0,5 g, 2,7 V dla 1 g. W obwodach wyjściowych akcelerometrów cyfrowych zazwyczaj wykorzystuje się modulację szerokości impulsu (PWM). Oznacza to występowanie fali kwadratowej o określonej częstotliwości, a czas, przez który napięcie jest wysokie, jest proporcjonalny do stopnia przyspieszenia.

Istnieją dwa popularne typy akcelerometrów: wykorzystujące masę sejsmiczną i piezoelektryczne. Akcelerometry wykorzystujące masę sejsmiczną opierają się na względnym ruchu między masą i strukturą wspierającą. Naturalna częstotliwość masy sejsmicznej ogranicza zastosowanie tych akcelerometrów do przypadków o niskiej i średniej częstotliwości. Akcelerometry piezoelektryczne są z kolei mniejsze i lepiej nadają się do zastosowań o wysokiej częstotliwości.